专利名称：一种反应釜温度混合控制方法
技术领域：
本发明属于自动化技术领域，涉及一种反应釜温度的非最小化模型预测函数 (^SSPFC)与比例积分微分(PID)混合控制方法。
背景技术：
反应釜是化工、制药、发酵等生产的核心设备，其运行的平稳直接关系到生产的质量指标和效益，其中反应釜温度是重要的控制参数之一，其控制效果的好坏与产品质量和产量有直接重要的关系。在整个设备中，反应釜的温度控制是要求较严格的，也是比较复杂的，用普通常规控制通常难以实现有效的控制。在反应釜中，通过对釜内的夹套通以加热水，使釜温升高，同时当加热到预定反应温度后就停止加热，反应过程中在夹套中通以冷却水，将反应产生的多余热量移走，控制温度保持恒定。由于反应过程既是放热的化学反应， 又是物理变化过程，加上搅拌是否均勻，活化剂的活性如何，以及物料的成分、含水量等因素对反应效果均有影响，反应过程是一个具有十分复杂非线性特性的综合过程。这些不利因素导致传统的控制手段精度不高，又进一步导致后续生产控制参数不稳定，产品合格率低，反应釜效率低下。目前实际工业中反应釜温度控制基本上采用传统的或简单的控制手段，控制参数依赖技术人员经验，使生产成本增加，控制效果不太理想。我国反应釜温度控制与优化技术比较落后，能耗居高不下，控制性能差，自动化程度低，很难适应节能减排以及间接环境保护的需求，这其中直接的影响因素之一便是反应釜温度系统的控制方案问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有的反应釜温度控制技术的不足之处，提供一种反应釜温度混合控制方法。本发明方法采用基于非最小化模型预测函数控制与比例积分微分控制的混合控制方法。该方法弥补了传统控制方式的不足，保证控制具有较高的精度和稳定性的同时，也保证形式简单并满足实际工业过程的需要。本发明方法首先基于该过程建立比例积分微分控制回路；然后基于反应釜温度实时过程数据建立过程模型，挖掘出基本的过程特性；最后通过计算非最小化模型预测函数控制器的参数，将比例积分微分控制与反应釜温度对象整体实施非最小化模型预测函数控制。本发明的技术方案是通过数据采集、过程辨识、预测机理、数据驱动、优化等手段， 确立了一种反应釜温度系统的非最小化模型预测函数控制与比例积分微分控制的混合控制方法，利用该方法可有效提高控制的精度。本发明方法的步骤包括
(1)采用响应曲线法设计反应釜温度过程的比例积分微分控制器，具体方法是 a.将反应釜温度过程的比例积分微分控制器停留在手动操作状态，操作拨盘使其输出有阶跃变化，由记录仪表记录反应釜温度的输出值禍，将其转换成无量纲形式义汸)，具体是舰=》、购加) 其中，7/ )是反应釜温度输出值. 汰)的稳态值。b.选取满足
权利要求
1. 一种反应釜温度混合控制方法，其特征在于该方法的具体步骤是步骤(1).采用响应曲线法设计反应釜温度过程的比例积分微分控制器，具体方法是I.将反应釜温度过程的比例积分微分控制器停留在手动操作状态，操作拨盘使其输出有阶跃变化，由记录仪表记录反应釜温度的输出值JxΦ)，将其转换成无量纲形式犬汰)，具体是:
全文摘要
本发明涉及一种反应釜温度混合控制方法。现有方法控制效果不好，不适应节能减排及环保的需求。本发明方法首先采用典型的响应曲线法设计反应釜温度过程的比例积分微分控制器，然后利用反应釜温度实时过程数据建立非最小化模型预测函数控制器所需的过程模型，再设计非最小化模型预测函数比例积分微分控制器，根据目标函数得到当前的控制参数值。本发明提出的控制方法可以有效减少反应釜温度工艺参数与实际反应釜温度工艺参数之间的误差，进一步弥补了传统控制器的不足，同时保证控制装置操作在最佳状态，使生产过程的反应釜温度工艺参数达到严格控制。
文档编号G05D23/30GK102156496SQ20111008603
公开日2011年8月17日 申请日期2011年4月7日 优先权日2011年4月7日
发明者孔亚广, 张日东, 王建中, 葛铭, 薛安克 申请人:杭州电子科技大学