MFAC在PVC反应釜温度控制中的应用

非线性、时变性、大时滞、大惯性等一类复杂控制系统的研究一直是控制学科的热点和难点。对于以上一类复杂控制系统，由于多数先进控制算法均以建立数学模型为基础，存在对受控系统数学模型结构的依赖和未建模动态两个问题。实际中由于生产工艺和生产装置的不确定性，使得先进控制的模型产生失配现象，系统运行效果不好。无模型自适应控制（MFAC）算法不依赖于建模，仅利用I/O数据设计控制器，将MFAC应用于复杂系统，是一项非常有意义的研究工作。本文以化工反应过程中间歇式反应釜为研究对象，将MFAC应用在VCM聚合过程恒温阶段的釜温控制上，控制其温度在规定的范围之内。 VCM聚合过程其机理复杂，具有很强的非线性、时变性、大惯性，而且反应釜具有较大热容，是一个具有较大时滞的控制对象。本文综合了前人在反应动力学方面的研究成果，针对特定的反应釜、工艺及产品，建立了传热模型，综合得到聚合过程的数学模型，用来产生I/O数据。文中的所用到的模型仅用来产生输入输出数据，而不参与控制器设计。本文的主要工作如下： 1、采用Matlab仿真，验证了MFAC在复杂对象控制系统中的有效性。对比了紧格式线性化（TFL-MFAC）和偏格式线性化（PFL-MFAC）的控制效果，证明了在复杂系统中，偏格式线性化的控制效果较紧格式线性化的控制效果要好，并给出了相应的解释。 2、研究了串级MFAC，通过仿真对比了冷却水温有较大的扰动下的单回路MFAC和串级MFAC的控制效果，并给出了相应的解释。 3、结合前人研究的VCM聚合动力学模型，针对具体的工艺和反应釜构建了VCM聚合过程的传热模型，综合得到聚合过程的数学模型，对工业生产中遇到的实际情况做出了模拟，对实际生产有指导意义。