模糊PID-Smith串级控制在加热炉温度控制系统中的应用

提出一种基于模糊PID和Smith预估控制器的串级控制器,克服了工业加热炉温度控制系统中加热炉出口温度的时变性、非线性及滞后性等缺点。仿真结果表明,模糊PID-Smith串级控制器具有较强的鲁棒性,提高了控制系统的动、静态性能指标。     

锦纶聚合釜温度模糊自适应PID控制系统研究与仿真

锦纶聚合釜温度具有非线性、大滞后等特点,使用传统PID控制器的控制效果不够理想。在建立聚合釜温度数学模型的基础上,采用模糊算法与PID控制相结合的模糊自适应PID控制算法,实现PID参数自整定,提高控制精度。基于MATLAB平台构建釜温控制系统模型,仿真结果表明所提模糊自适应PID控制算法效果优于传统PID控制。     

模糊自整定PID控制器的设计与仿真

制浆碱回收蒸发工段第一步就是通过蒸汽将黑液进行浓缩,蒸汽的温度控制效果对后续燃烧工段和苛化工段起着举足轻重的作用。主管道蒸汽温度控制通常具有大惯性、大延迟、时变等特性,采用常规的PID控制难以获得满意的控制效果。为此,提出一种模糊自整定PID控制器的串级控制算法,该算法很大程度上提高了主蒸汽温度的控制品质。针对隶属度函数对模糊推理模型的精度影响和控制算法的特点编写了模糊规则,并且根据动态性要求的不同,分两种情况进行比较。仿真表明,模糊自整定PID串级控制算法在整体性能上要优于传统PID串级控制。     

半间歇式聚合釜的温度控制

本文讨论生产乳化剂的半间歇式聚合釜反应过程的温度控制问题.由于诱导反应阶段化学反应极不稳定,没有确定的数学模型,采用了一种改进的多输入模糊控制器,并提出了它的设计方法-分层多规则集结构.稳定反应阶段化学反应相对平稳,用不同的方法建立了数学模型,采用双通道PID串级控制方案.研制的模糊控制与PID串级控制混合应用方案已在小型分级分布式微机控制系统上得到实现,并投入现场运行,取得了满意的控制效果和显著的经济效益.     

PVC聚合釜温度自控改造与优化

通过测温装置测得聚合釜内浆料和冷却水出口的实时温度,采用串级PID控制方法控制冷却水流量,从而控制聚合釜内的浆料温度。     

加热炉分数阶PID温度自适应控制系统设计

针对加热炉温度控制系统控制器参数不易选择的问题，提出一种分数阶自适应PID串级控制方法实现控制器参数自动调整。首先以分数阶PID控制器分别作为温度主控制器和燃气流量控制器，实现加热炉串级温度控制；其次应用自适应理论对控制器进行改进，设计了自适应分数阶PID控制器。最后通过数值仿真，验证了所设计控制系统对加热炉温度控制的有效性和可行性。     

锅炉燃烧系统智能控制策略及其在MCGS中的实现方法

在研究燃煤锅炉控制特点的基础上提出一种智能化的锅炉主蒸汽压力串级控制系统,介绍一种将模糊自适应控制器开发成组件加入到MCGS组态环境中实现对蒸汽压力的先进控制的方法。实际使用证明该方案比传统的PID串级控制系统具有更好的品质,取得了较高的经济、社会效益。     

模糊PID复合控制在异丙醇精馏过程中的应用

针对异丙醇精馏过程具有非线性、强耦合、大滞后、随机干扰量大,以及难以建立精确数学模型的缺点,提出了一种模糊PID复合串级控制系统设计方案,主调节器由模糊控制器和PID控制器并行结合,采用基于梯形隶属函数的模糊切换完成两种控制器的无扰切换.该系统既能在动态过程中快速调节,又能在稳态过程中准确调节,在某化工厂的实际应用表明...     

丙烯精馏塔智能控制系统设计及应用

针对乙烯生产装置丙烯精馏塔的工艺特征和操作特点,利用支持向量机在小样本数据建模中的优势,提出一种基于支持向量机丙烯浓度软测量技术,解决了塔釜建模数据样本少的问题,实现了塔釜丙烯浓度在线测量。在上述软测量系统的基础上,设计了丙烯浓度智能控制系统。该系统采用模糊PID作为丙烯浓度控制器,其输出量作为灵敏板温度控制器的设定值,与灵敏板温度控制构成串级调节系统,同时为了克服进料量对灵敏板温度造成的干扰,设计了进料流量前馈控制器。丙烯浓度智能控制系统对塔釜丙烯指标进行实时控制,提高了塔釜丙烯浓度的控制平稳度,解决了塔釜丙烯浓度超标问题。现场应用效果表明,该丙烯浓度软测量系统测量精度高,控制系统可以有效控制塔釜丙烯浓度,取得了良好的控制效果,满足了工业现场运行的需要。     

基于模糊PID复合控制的化工生产环境监控系统

为提高某金属钾生产车间环境指标在不同工况下的控制精度,在原有典型PID控制器上并联一个模糊控制器组成模糊PID复合控制器,该控制策略以误差值为判断依据,完成PID控制器和模糊控制之间的切换.经仿真和试验结果对比,证实了该方法能提高系统的控制精度.     

连续反应釜温度控制系统的设计与仿真

针对连续反应釜中进行的化学反应特性,按照过程的动力学方程和能量平衡等关系,设计了一套基于西门子PCS7的连续化学反应釜(CSTR)温度控制系统。由于连续反应釜内温度的非线性、时变等特性,采用变结构模糊控制结合前馈、串级、分程等先进的控制方式,克服了传统PID算法参数调整复杂、超调量大的缺点。仿真结果表明:对温度采用变结构模糊控制能获得较好的稳态精度和动态特性,满足了反应釜内温度控制的要求。     

复合控制器及其在连消中的应用

由于常规PID控制方式对非线性、大滞后对象难以进行有效的控制,模糊控制具有很好的动态特性,所以结合常规PID和模糊控制的优势设计了参数自调整Fuzzy-PID复合控制器。通过模糊推理实现参数自调整,以使控制器能够适应不同对象和对象的不同状态。采用模糊推理的方法完成两种控制方式的平稳过渡。对某制药厂连消温度的控制表明,该控制器可以大幅度提高控制精度和缩短系统响应时间,从而避免了染菌事故的发生,提高了发酵单位。     

PVC胶槽温度模糊PID控制系统

为提高PVC胶槽温度控制的可靠性和精度,将模糊算法与PID算法结合并应用于PVC胶槽温度控制系统中,通过两种控制算法的优势互补,利用模糊控制算法求得PID参数修正系数,实现PID控制器3个参数的在线自调整。仿真结果表明:PVC胶槽温度模糊PID控制器的控制性能明显地优于常规PID控制器,温度控制精度达到±1℃,满足了PVC胶槽温度参数动态变化实时调节控制的需要,具有较好的自适应调节和鲁棒性。     

保持型仿人PID在温度控制中的应用

连续搅拌釜式反应器是合成材料、制药、油漆、农药等化工生产过程中应用非常广泛的设备,在反应装置中占有重要地位。连续搅拌釜式反应器温度控制难度较大,常规PID控制算法对偏差同等对待,效果不佳。仿人积分控制对偏差区别对待,是对常规积分作用的一种改进。但是这种方法仍然存在不足之处,分析了这种不足并加以改进,提出保持型仿人PID控制算法以及控制器参数整定衰减曲线法,系统温度控制效果较好。     

FUZZY GAIN SCHEDULED CSTR WITH GA-BASED PID

In this article, a new control scheme, the gain scheduled genetic algorithm (GA)-based PID is proposed for a continuous stirred tank reactor (CSTR). A CSTR is a highly nonlinear process that exhibits stability in certain regions and instability in other regions. The proposed control scheme implements the characteristics of the genetic algorithm's (GA) global optimization to optimize the PID's three control parameters, k_p, k_i, k_d, to obtain the best control effect by minimizing the integral square error online. The PID controller parameters tuned by the GA for each region are gain scheduled by a fuzzy logic scheduler. Fuzzy gain scheduling is a special form of fuzzy control that uses linguistic rules and fuzzy reasoning to determine the controller parameter transition policy for the dynamic plant subject to large changes in its operating state. Simulation results show the feasibility of using the proposed controller for the control of the dynamical nonlinear CSTR.     

基于神经网络和多模型的非线性自适应PID控制及应用

针对一类未知的单输入单输出离散非线性系统,提出了基于神经网络和多模型的非线性自适应PID控制方法。该方法由线性自适应PID控制器、神经网络非线性自适应PID控制器以及切换机构组成。采用线性自适应PID控制器可保证闭环系统所有信号有界;采用神经网络非线性自适应PID控制器可改善系统性能;通过引入合理的切换机制,能够在保证闭环系统稳定的同时,提高系统性能。理论分析表明,该方法能够保证闭环系统所有信号有界,如果适当地选择神经网络的结构和参数,系统的跟踪误差将收敛于任意给定的紧集。将所提出的方法应用于连续搅拌反应釜,仿真结果验证了所提出方法的有效性。由于该方法基于增量式数字PID控制器,在工业过程中有着广阔的应用前景。     

基于模糊控制的螺杆挤出机温度控制系统设计

以螺杆挤出机温控系统的扰动多、非线性、时变以及大滞后的特性,研究得到了智能化的控制算法,对于现场无法充分预料的情况,这种温度控制系统能够发挥重要的作用。使用Zig Bee无线传感技术可实现温度监控的远程操作,提升检测效率和水平。对远程无线温度控制系统的硬件系统进行了设计,对CC2430射频主控芯片的外围电路、温度传感电路以及温度控制电路进行设计。针对螺杆挤出机温度控制系统进行实例分析,研究结果表明:使用常规PID控制器,在阶跃信号和脉冲干扰信号作用下,系统超调量和稳定时间不能够满足螺杆挤出机温度控制的要求。使用模糊PID控制器,相比常规PID控制器的超调量和稳定时间要明显增强。以尼龙6/Ca Cl2复合材料挤出为例,分别使用常规PID控制算法和模糊控制算法进行对比分析,研究温度控制精度对产品成型质量的影响。在模糊控制算法下,三种产品(温度设置分别为240,260,280℃)的缺口冲击强度合格率比较使用常规PID控制算法时提高了6.87%,弯曲应力合格率、断裂伸长率合格率、拉伸强度合格率分别提高了8.67%,9.33%,8.77%。     

Temperature control of highly exothermic batch polymerization reactors

In this article a highly exothermic batch polymerization reactor is considered. The reactor is simplified as a mixing tank with the internal heat generation treated as a disturbance. A fuzzy-hybrid-PID-feedback (FH-PID) control structure is developed in which the output of fuzzy hybrid portion is used to adjust the set point of a PID controller to compensate for the effect of the major disturbance, the heat of reaction. In this way, the hybrid portion of the controller does not influence the stability of the original PID control system. A fuzzy model was constructed to estimate the heat of reaction inside the fuzzy hybrid block. The fuzzy parameters of the hybrid portion do not depend on the process model and can be estimated from the transient response obtained with a conventional PID controller. This FH-PID control strategy has been applied to the temperature control of batch solution and batch inverse emulsion polymerizations of acrylamide in a 1 gallon pilot scale reactor. The results show that this fuzzy hybrid—PID-feedback control strategy improves the control performance of the batch polymerization reactor.