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《連續(xù)攪拌反應(yīng)釜溫度控制方法的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、東北大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要連續(xù)攪拌反應(yīng)釜溫度控制方法的研究摘要石油化工工業(yè)是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè)，連續(xù)攪拌反應(yīng)釜作為化工生產(chǎn)中實現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的主要設(shè)備，其自動控制方法的研究具有非常重要的意義。在實際的化工生產(chǎn)過程中，反應(yīng)釜的溫度決定了產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量，有時甚至影響到生產(chǎn)過程中的安全性。因此如何對反應(yīng)釜內(nèi)化學(xué)反應(yīng)溫度進(jìn)行精確、有效的控制，顯得至關(guān)重要。然而，由于溫度對象具有非線性、時變不確定、大滯后、受環(huán)境溫度影響大等特點，目前反應(yīng)釜內(nèi)的全過程溫度自動控制仍是個較難解決的問題。預(yù)測控制具有對模型精度要求不高，建模方便；采用
2、非最小化描述的模型，系統(tǒng)魯棒性、穩(wěn)定性較好；采用滾動優(yōu)化策略，而非全局一次優(yōu)化，能及時彌補(bǔ)由于模型失配、畸變、干擾等因素引起的不確定性；動態(tài)性能較好等優(yōu)點。因此將預(yù)測控制應(yīng)用于連續(xù)攪拌反應(yīng)釜溫度控制中，具有十分重要的理論意義與實際應(yīng)用價值。本文首先在查閱大量連續(xù)攪拌反應(yīng)釜溫度控制相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，簡述了反應(yīng)釜中生產(chǎn)過程的相關(guān)概念；深入分析了反應(yīng)釜工藝流程及重要參數(shù)的監(jiān)測與控制情況；完成了控制系統(tǒng)下位機(jī)程序設(shè)計并實現(xiàn)了上位的機(jī)監(jiān)控功能；同時建立了上位機(jī)監(jiān)控軟件WinCC與MATLAB之間的通訊，使得復(fù)雜控制算法的實現(xiàn)成為了
3、可能。另外，針對反應(yīng)釜溫度控制對象的復(fù)雜性，本文在分析了反應(yīng)釜內(nèi)溫度特性的基礎(chǔ)上，研究了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)廣義預(yù)測控制在連續(xù)攪拌反應(yīng)釜溫度控制中的應(yīng)用。提出了基于LevenbergMarquar-QuasiNewton的改進(jìn)優(yōu)化算法，使原有的梯度下降優(yōu)化算法收斂速度慢的缺點得以改進(jìn)，并克服了改進(jìn)的LM(LevenbergMarquar)優(yōu)化算法由于算法近似所帶來的大殘量、算法收斂速度慢、穩(wěn)定性差等問題。而后對反應(yīng)釜溫度模型進(jìn)行了仿真研究，得到了令人滿意的控制效果。關(guān)鍵詞：連續(xù)攪拌反應(yīng)釜；溫度控制；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)廣義預(yù)測控制；LM算法；Q
4、uasiNewton算法；東北大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractResearchonTemperatureControlMethodsofCSTRAbstractPetrochemicalindustryisthemainindustryofthenationaleconomicdevelopment．CSTRisthemajorequipmentofchemicalreactioninpetrochemicalindustry，SOthestudyonitsautomaticcontrolissignificant．As
5、thekeyvariablesofthechemicalreactioninCSTR，thetemperatureinCSTRaffectstheamountandthequalityofproducts，eventhesecurityoftheproductionprocess．SoitisveryimportanttomakeaccurateandvalidcontrolonthereactiontemperatureinCSTR．However,theautomatictemperaturecontrolofCST
6、Rduringthewholeprocessisstillhardtosolve，becausethecontrollingobjectshaveseriousnon-linearity,time—varying，uncertaintyandlargedelay．Predictivecontrolhaslowrequirementofmodelaccuracy，preferablestabilityandrobustnesswhileusingthenon—minimizedescriptivemodel，andexce
7、llentdynamicfeatures．Italsointroducesrollingoptimizationinsteadofglobalone-timeoptimization，whichisusefultoeasetheuncertaintycausedbymodelmismatch，aberrationanddisturb．Soithasimportanttheoreticalmeaningandpracticalvaluetousepredictivecontrolinthetemperaturecontro
8、lofCSTR．BasedonthemassivereferenceaboutCSTR,thispaperbrieflyintroducestherelatedconceptsabouttheproductionflowinCSTR,anddeeplyanalyzestheproductionflowandthemo
