楊慧中，蘇思賢
江南大學通信與控制工程學院，江蘇無錫

摘　　　要：針對連續攪拌反應釜系統（ＣＳＴＲ）大滯后，大慣性以及動態特性隨工況不確定性變化的特點，通過設計參數可調的跟蹤微分器和擴張狀態觀測器，改進經典ＰＩＤ算法的固有缺陷，提出不依賴于精確ＣＳＴＲ模型的離散自抗擾控制方案�辈捎梦鏖T子新一代工業可編程控制器�玻樱桑停粒裕桑茫校茫樱吩诙喙δ苓^程與控制系統的ＣＳＴＲ實驗仿真對象上實現了溫度的穩定控制�痹囼灲Y果表明，用ＡＤＲＣ技術建立的連續攪拌反應釜控制系統對被控對象模型的不確定性和外部擾動變化具有較強的適應性和魯棒性，動態性能良好��

關　鍵　詞：連續攪拌釜式反應器系統；多功能過程與控制系統；自抗擾控制；ＳＩＭＡＴＩＣＰＣＳ

１　引　言
連續攪拌釜式反應器（ＣＳＴＲ －ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＳｔｉｒｒｅｄＴａｎｋＲｅａｃｔｏｒ）是一種常見的過程工業設備，由于反應釜內化學反應的多樣性和復雜性，一般常規的ＰＩＤ控制已不能滿足要求。文獻［１－３］分別基于反饋線性化的預測函數控制算法、聯姻遺傳算法、改進的一般化學習網絡內模控制算法對ＣＳＴＲ系統進行了研究。但是這些算法都要求ＣＳＴＲ數學模型精確，由于機理建模法涉及到物料平衡、能量平衡和反應動力學等一系列問題，獲取反應過程的精確數學模型往往十分困難，因而限制了這些算法的實際應用。自抗擾控制是韓京清研究員在研究分析經典ＰＩＤ控制的基礎上，汲取其思想精華，將現代控制理論對控制系統的新認識和現代信號處理技術相結合而提出的一種新型實用控制器［４］。自抗擾控制把被控對象模型中的未知部分和未知干擾都認為是系統的總擾動，通過擴張狀態觀測器對系統總擾動的估計，進而使用非線性配置形成的控制量來實現對被控對象的控制。由于自抗擾控制技術這種獨特的控制思想，使得自抗擾控制器對非線性、大慣性、不確定時滯的復雜系統具有較好的控制品質，同時能自動補償由于工況變化等而造成的各種擾動，算法簡單，易于實現［５］。因此，本文提出一種ＣＳＴＲ的離散自抗擾控制方案，在未知ＣＳＴＲ精確模型的情況下，采用西門子的ＳＩＭＡＴＩＣＰＣＳ７作為控制器，在多功能過程與控制系統ＭＰＣＥ－１０００平臺［６］上進行ＣＳＴＲ仿真調試，并在不同工況下與常規ＰＩＤ控制進行比較，運行結果驗證了自抗擾控制的有效性和優越性。

登錄網站后可下載文件