基于自適應(yīng)觀測(cè)器的ＣＳＴＲ系統(tǒng)有界控制

2012年04月13日17:24:09 本網(wǎng)站我要評(píng)論(2)字號(hào)：T | T | T

關(guān)鍵字：傳感器

宋運(yùn)忠，陳　輝
河南理工大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院，河南焦作

摘　　　要：為確保控制器輸出在其允許的物理限制范圍內(nèi)和克服進(jìn)料流速波動(dòng)對(duì)期望濃度響應(yīng)的影響，針對(duì)連續(xù)攪拌槽反應(yīng)釜（ＣＳＴＲ）系統(tǒng)，采用了一種出口濃度控制和進(jìn)料流速估計(jì)的算法，這種簡單的控制策略考慮到作為輸入變量的冷卻劑流速的有界屬性，借助自適應(yīng)觀測(cè)器得到進(jìn)料流速和系統(tǒng)狀態(tài)。由于考慮了進(jìn)料流速波動(dòng)的影響，所提策略對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中由于設(shè)備長期運(yùn)行造成的進(jìn)料管內(nèi)污垢的累積導(dǎo)致的流速降低、調(diào)節(jié)閥或傳感器故障導(dǎo)致的流速擾動(dòng)等具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，同時(shí)自適應(yīng)觀測(cè)器的輸出也可對(duì)設(shè)備的健康診斷提供技術(shù)支持，為非線性過程控制對(duì)象的控制、檢測(cè)和診斷的一體化提供了一種選擇。通過Ｍａｔｌａｂ仿真驗(yàn)證了算法的有效性，結(jié)果表明控制器和自適應(yīng)觀測(cè)器參數(shù)整定簡單，具有很好的穩(wěn)定性和魯棒性。

關(guān)　鍵　詞：ＣＳＴＲ系統(tǒng)；有界控制；自適應(yīng)觀測(cè)器

１　引　言
連續(xù)攪拌槽反應(yīng)釜（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｓｔｉｒｒｅｄｔａｎｋｒｅａｃｔｏｒ，ＣＳＴＲ）［１２］系統(tǒng)是一復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，其不可逆放熱反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)速率降低，因此需要調(diào)節(jié)冷卻劑流速實(shí)現(xiàn)濃度控制。Ｒａａｔｔｏ［３］提出了ＣＳＴＲ系統(tǒng)控制的ＰＩ算法，Ｌｅｅ和Ｓｕｌｌｉｖａｎ［４］及Ｋｒａｖａｒｉｓ和Ｃｈｕｎｇ［５］提出了線性反饋算法。因以上方法對(duì)ＣＳＴＲ系統(tǒng)的非線性考慮不足，控制效果欠理想。基于以上考慮，本文根據(jù)ＣＳＴＲ系統(tǒng)的非線性和進(jìn)料流速波動(dòng)的特點(diǎn)并顧及冷卻劑流速的物理限制，設(shè)計(jì)簡單的控制器［６］，并借助自適應(yīng)觀測(cè)器［７］確保了期望濃度的穩(wěn)定。本文的工作是設(shè)計(jì)控制器來實(shí)現(xiàn)濃度的控制，同時(shí)自適應(yīng)觀測(cè)器來對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)和進(jìn)料流速進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過仿真驗(yàn)證其有效性。

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