氯乙酸生产结晶过程的预测函数控制仿真研究

针对氯乙酸生产结晶过程被控对象大滞后、大惯性的特点,设计了基于PFC—PID的串级控制系统：该系统将串级控制结构和预测函数控制算法相结合,内回路采用常规PID控制器,外回路采用预测函数控制(PFC)。结合了2者的优点,仿真结果表明,该串级控制系统在控制品质、鲁棒性等方面明显优于常规PID控制系统。     

串级控制对过程预测控制的影响分析与对策

化工过程控制中普遍设置以流量控制为副回路的串级控制来实现对温度、液位和成分等被控变量的控制。预测控制的操作变量在很多情况下也是流量,其控制作用的实现要靠底层的流量控制回路。本文针对由于现场串级控制结构不允许改变,流量副回路只能接收温度等主控制器的输出作为其给定值,造成上层预测控制的操作变量无法直接下载到流量控制回路的问题,分别提出了一种将上层优化输出通过一阶惯性滤波作用于主回路控制器和一种将串级控制中流量对主被控变量的传递函数嵌入预测控制模型的实施方案,通过Shell标准重油分馏塔的控制问题进行仿真实验证明了两种方案的可行性,并对其控制性能进行了比较分析。两种方法理论上构思简单,实际中易于实现,具有普遍适用性。     

基于内模控制的Smith反向解耦控制器设计

针对多变量时滞系统提出了一种基于内模控制(Internal Model Control,IMC)的Smith动态解耦控制器设计方法。其中,Smith补偿器被应用在该控制结构中,包含带有时滞项和不带时滞项的补偿结构,以解决不能完全补偿的问题,通过反向解耦设计实现多变量时滞系统动态解耦。多变量系统被解耦成一系列互相独立的单回路对象,通过内模控制原理对Smith控制器进行参数整定,并分析了系统的鲁棒性。仿真实例表明了该方法的有效性,能够较好地克服系统参数扰动导致的干扰,并具有较好的动态性能。     

推理控制的实际应用

文章通过对可测回路的推理控制结构介绍,分析了推理控制结构的传递函数,提出使用比例控制器与滤波器简化推理控制系统。使用仿真的方法比较PID控制回路与简化推理控制回路对阶跃信号与干扰信号的响应。     

工业过程多变量系统的辅助常规控制设计

利用PID控制器对多变量系统进行控制,主要采取分散常规控制或解耦控制的策略。对于存在耦合的系统,分散常规控制无法消除各变量间的相互扰动,而直接设计动态解耦矩阵有时候会存在困难,静态解耦的效果却并不明显。针对已设计好分散常规控制器的方系统,以解耦为目标和原则,设计多变量系统中分散常规控制方案剩余配对的控制器作为辅助控制器,以频域近似的方法整定其PID参数,实现多输入多输出的控制结构,降低了各变量的相互耦合作用,提高了控制性能。通过对Shell公司的典型控制问题的辅助控制器设计与仿真实验,取得了比原有分散常规控制与静态解耦控制更好的控制效果,验证了控制策略的可行性与有效性。     

PTA装置氧化反应器自动升降负荷的先进控制

针对PTA装置氧化反应器升降负荷过程中存在的滞后大、动态响应慢、非线性严重、回路间关联性强等控制难点,在多变量预测控制器基础上设计了自动升降负荷系统,极大提高了生产操作平稳度,降低了物耗和能耗及产品质量的波动,取得良好的控制效果和显著的经济效益。     

强制循环蒸发器的非线性解耦控制

强制循环蒸发器是一个多输入多输出的且回路间存在着较强耦合的强非线性的复杂化工过程。针对单纯的采用常规控制方法很难满足实际的工业要求的问题,在深入研究上述过程的动态特性的基础上,根据模型的结构特点,采用全局输入输出反馈线性化的方法实现了其解耦控制,并证明了系统的零动态稳定性。通过仿真表明采用全局输入输出反馈线性化解耦方法能够有效地解决系统的强非线性对系统带来的影响,而且还能消除密度回路与液位回路间的耦合作用,该方法对提高产品质量和提高系统的蒸发效率具有重要意义。     

对角CARIMA模型抗扰约束广义预测控制

针对存在输入和输入增量约束的多变量系统,提出了一种基于变权重的对角CARIMA模型抗扰动约束广义预测控制算法。根据对角CARIMA模型中的A和C矩阵为对角形式的特点,将多输入多输出系统分解为多个多输入单输出系统进行预测和控制,简化了控制器的设计,降低了变量之间的耦合性。根据模型预测值与参考轨迹之间的偏差实时调整目标函数中各输出跟踪误差的权重,达到抑制由耦合而造成回路之间扰动的目的。权重调整的基本原则是,每个输出的预测值跟踪参考轨迹的权重由其他输出在同时刻偏离其参考轨迹的误差平方加权和构成。当某个输出偏离其目标值时,其他输出的控制作用相对增强,避免输出之间的相互扰动,达到抑制扰动的目的。同时,分析了系统输入和输入增量约束的表达形式。利用多变量广义预测控制(MGPC)以及提出的扰动抑制方法,分别对Shell重油分馏问题进行了仿真实验,仿真结果验证了算法的有效性。     

对角CARIMA模型抗扰约束广义预测控制

针对存在输入和输入增量约束的多变量系统,提出了一种基于变权重的对角CARIMA模型抗扰动约束广义预测控制算法。根据对角CARIMA模型中的A和C矩阵为对角形式的特点,将多输入多输出系统分解为多个多输入单输出系统进行预测和控制,简化了控制器的设计,降低了变量之间的耦合性。根据模型预测值与参考轨迹之间的偏差实时调整目标函数中各输出跟踪误差的权重,达到抑制由耦合而造成回路之间扰动的目的。权重调整的基本原则是,每个输出的预测值跟踪参考轨迹的权重由其他输出在同时刻偏离其参考轨迹的误差平方加权和构成。当某个输出偏离其目标值时,其他输出的控制作用相对增强,避免输出之间的相互扰动,达到抑制扰动的目的。同时,分析了系统输入和输入增量约束的表达形式。利用多变量广义预测控制（MGPC）以及提出的扰动抑制方法,分别对Shell重油分馏问题进行了仿真实验,仿真结果验证了算法的有效性。     

基于闭环耦合度的大系统常规PID控制回路的投用规则

化工过程全流程为具有高维输入输出的多变量大系统,内部存在一定程度的耦合作用,因此其底层常规PID控制系统的设计、投用和整定也必然与整个系统的耦合程度有关。首先,提出了闭环相对增益和耦合度的概念,分析闭环相对增益在理想控制条件下与开环相对增益的等效性,发现闭环控制回路的反馈作用引起操纵变量和被控变量的关联,由此加剧整个系统的耦合程度,因此闭环控制回路并非投用得越多越好。然后,提出了基于闭环耦合度的化工过程大系统常规PID控制回路的投用规则,根据被控过程开环相对增益阵确定控制回路变量配对和投用顺序,依次投用各控制回路并计算控制回路的耦合度,当耦合度超过阈值时停止剩余控制回路的投用。最后,以典型多变量TE过程为例验证了该投用规则的有效性。     

距离控制技术在电梯控制系统的应用

以艾默生CT EV3100电梯专用变频器为例介绍距离控制技术在电梯控制系统中的应用。结合距离控制技术及电梯逻辑控制的基本原理,确定了选型,进行了相关参数设置,并分析了系统应用过程中的实际问题。     

用DCS实现聚醚生产的批量控制

介绍了一种分散型控制系统（ＤＣＳ）逻辑编程完成顺序控制的方法，并具体介绍了如何用该系统的基本逻辑实现间歇式聚醚生产装置复杂的批量控制。     

阳光控制膜镀膜系统的自动化控制方案

介绍了一种实现阳光控制膜镀膜系统的自动化控制方案，该系统具备一定的学习和智能控制的功能。     

面向过程控制领域的多Agent智能控制系统实现

从仿真研究和实际应用的角度出发,以乙烯精馏塔为研究对象,对多Agent智能控制系统的黑板结构、通讯方式及软件开发平台等进行了阐述。该系统一方面可以利用MATLAB强大的控制工具箱进行仿真调试,另一方面可以为过渡到工业应用奠定基础。     

草甘膦生产过程中温度的模糊PID复合控制

考虑草甘膦生产过程中最重要的温度控制问题,给出总体温度监控方案,其中恒温段应用一种带自动修正因子的模糊-PID控制器,应用JX-300进行现场实现,得到较好的应用效果,提高了产品收率。     

利用动态分程调节实现离心压缩机组的解耦控制

在分析离心压缩机组性能控制和防喘振控制的基础上,阐述离心压缩机组的性能控制系统与防喘振控制系统之间的耦合关系,并详细说明利用动态分程调节系统实现离心压缩机组解耦控制的原理和动作过程。     

基于广义预测控制的间歇生产迭代优化控制

针对间歇生产,提出了一种基于广义预测控制的批次迭代优化控制策略--BGPC,在间歇过程中引入批次间优化的思想,将迭代学习控制ILC和广义预测控制GPC相结合,在GPC实时结构参数辨识的基础上利用前面批次的模型预测误差修正当前批次的模型预测值.该算法能够有效地克服模型失配、扰动和系统参数变化等情况.文章最后以一个数值例子和间歇反应器为对象进行仿真试验,验证了该算法是有效的.     

多功能数控微细电铸机床控制系统开发

以PLC为控制核心,开发出一种可实现微细电铸工艺实施过程自动化、工艺参数和工艺效果能实时在线监控的智能化控制系统.从电铸工艺参数控制、阴阳极间距及相对位置控制和电解液循环过滤控制三方面阐述了系统构成,并进行了实验评价.结果表明;基于该控制系统,电铸工艺参数检测、监控准确,误差小于2％;阴阳极直线进给精度低于3μm,翻转...     

CS3000实现分程控制的两种方法

根据分程控制的一个典型案例,简述了CS3000控制系统中实现分程控制的两种方法,并分析了其优、缺点。     

压缩机组速度控制方案研究

以丙烯压缩机组为例,详细论述基于TRICON TS3000系统的压缩机速度控制方案,介绍了压缩机工作原理及速度控制过程。结合丙烯压缩机升速曲线,将压缩机的运行状态分成多个模式进行阐述,确定不同模式下的目标转速范围,将动态的目标值作为速度控制给定值。经过运算,控制调速器的开关大小,进而调整蒸汽量的大小,实现转速控制。