带搅拌釜式反应器的优化控制
本文选题:连续搅拌釜式反应器 + 双冷却 ; 参考:《西安科技大学》2017年硕士论文
【摘要】:连续搅拌釜式反应器(Continuous Stirred Tank Reactor,CSTR)是重要的化工生产装备,其反应温度是该设备重要的控制参数。在实际化工生产中,CSTR温度控制的品质直接影响着产品质量和生产安全,因此温度控制一直受到专业技术人员的关注。本文主要研究如何对CSTR的温控方案进行优化。本文以工业上淤浆法制聚丙烯为研究背景进行CSTR的温控研究。将传统PID控制进行分析,得出该系统方案的动态特性只能基本满足聚丙烯的工艺要求。为了能够充分发挥CSTR的控制性能,先后对蛇管和夹套的冷却特性加以分析,得出了蛇管的动态响应由于夹套,能够更好的满足聚丙烯的工艺要求本,但不利于经济效应。为了使温控系统能兼顾各自的优势,从而引出双重/阀位——串级控制方案,这种“双冷却”的控制思想有效的解决了这一问题,将蛇管和夹套两种冷却装置协调使用。文中通过实验仿真对传统PID控制与双重/阀位——串级在动态性能和节能降耗上进行对比,验证了双重/阀位——串级控制系统的优越性。为了能进一步提升控制性能,本文引入模糊PID自整定控制算法,替代双重/阀位——串级控制系统主回路控制器的PID算法,从而能使改进后的控制系统拥有更好的控制性能。仿真结果表明模糊控制算法运用到双重/阀位——串级控制回路中,能大幅度提高控制性能,使其超调量减少,调节时间变短,增加了系统的可靠性,对实际工业生产提供了理论意义和实用价值。
[Abstract]:Continuous Stirred Tank reactor (CSTR) is an important chemical equipment, and its reaction temperature is an important control parameter. The quality of CSTR temperature control has a direct impact on product quality and production safety in practical chemical production, so temperature control has been concerned by professional technicians. This paper mainly studies how to optimize the temperature control scheme of CSTR. In this paper, the temperature control of CSTR was studied on the background of industrial slurry polypropylene. By analyzing the traditional PID control, it is concluded that the dynamic characteristics of the system can only meet the process requirements of polypropylene. In order to give full play to the control performance of CSTR, the cooling characteristics of snake tube and jacket were analyzed successively, and it was concluded that the dynamic response of snake tube could better meet the technological requirements of polypropylene because of the jacket, but it was not conducive to economic effect. In order to make the temperature control system give consideration to their own advantages and bring out the double / valve position-cascade control scheme, this "double cooling" control idea effectively solves this problem, and the two cooling devices are used harmoniously. In this paper, the advantages of the dual / valve position cascade control system are verified by comparing the traditional PID control system with the dual / valve position cascade control system in terms of dynamic performance and energy saving and consumption reduction. In order to further improve the control performance, a fuzzy PID self-tuning control algorithm is introduced in this paper to replace the PID algorithm of the main loop controller of the dual / valve position cascade control system, so that the improved control system has better control performance. The simulation results show that the fuzzy control algorithm can greatly improve the control performance, reduce the overshoot, shorten the adjustment time and increase the reliability of the system by applying the fuzzy control algorithm to the double / valve position cascade control loop. It provides theoretical significance and practical value for practical industrial production.
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TQ325.14;TP273
【参考文献】
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,本文编号:1784463
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