模糊预测控制在减压塔控制中的应用研究

发布时间：2020-10-13 18:31

　　常减压系统是石油炼化企业最重要的装置,其原油生产效率与炼化能力对企业经济效益有重要影响。常减压生产控制过程中会遇到许多不可控因素,如非线性、滞后性和相关性等,导致控制系统不能对生产过程进行准确的控制。鉴于传统PID控制的局限性,本文用模糊预测控制方法进行改进。模糊控制是一种智能控制方法,此方法可较好地解决被控对象不易构建数学模型的问题;预测控制同样是一种智能控制方法,此方法通过预测未来过程中可能产生的偏差来解决控制过程中被控对象遇到的滞后问题。因此,将模糊控制与预测控制相结合形成模糊预测控制,可有效解决传统控制难以处理的问题。本文选取常减压装置中的减压段作为仿真实验研究对象,将模糊预测控制应用到减压塔塔顶温度、减压塔塔釜温度和减压炉出口温度的控制中,并对减压塔塔顶温度和减压塔塔釜温度进行双输入双输出的解耦仿真试验,在Simulink中搭建减压装置的模型并进行仿真。本文的模糊预测控制与传统PID控制的仿真结果对比分析表明模糊预测控制有很好的控制效果,可较好地解决常减压装置控制过程中存在的强耦合问题。将模糊控制以及预测控制在常减压精馏操作实训装置中应用,监测其控制效果,进而探索模糊预测控制的试验效果。在试验进行中遇到实训装置微小流量检测难、控制难的问题,针对此问题实施了一系列的改造措施,采用优化操作工艺条件,近似用非定常流等效定常流的方法,精选合适的传感器来检测装置中微小变量参数。试验结果可见模糊预测控制比传统PID控制效果好很多。最后基于以上对常减压装置操作及控制经验,对实验室闲置的一设备性能差、塔体温度分布不均、检测误差大和控制效果不理想的精馏实验装置进行了有效改造,取得了令人满意的检测和控制效果。
【学位单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TE962
【部分图文】：

模糊语言,积分作用,饱和现象,自整定

图 2-5 输入输出变量定义图 2-6 模糊语言子集隶属度函数ID 参数的自整定原则[14, 30, 33, 34]）当较大时，为避免微分饱和现象导致控制作用超出允许范围，并且好的跟踪性能，应该选择较大的 kp和较小的 kd，同时还需对积分作用

模糊语言,子集,隶属度函数

13图 2-6 模糊语言子集隶属度函数ID 参数的自整定原则[14, 30, 33, 34] 当较大时，为避免微分饱和现象导致控制作用超出允许范围，并且好的跟踪性能，应该选择较大的 kp和较小的 kd，同时还需对积分作用免令系统出现较大的超调，通常取 ki=0。）当中等大小时，应选择较小的 kp以降低系统超调，Kp和 Ki选取适系统响应速度。i）当较小时，应选取较大的 kp 和 ki，这样可以保证系统会拥有能，同时还应该选取合适的 kd 来保证系统在设定值附近的稳定性，当

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