糖厂多效蒸发过程的机理建模与控制方法研究

摘要

蒸发工段是糖厂生产的重要工艺流程之一,具有非线性、大滞后、时变性等特点。末效蔗汁出口锤度是最重要的质量指标,同时也是控制的难点。建立有效的模型能够给多效蒸发的控制仿真实验提供一个良好的平台,有利于提高蒸发过程的控制精度与稳定性。因此,本文在总结了糖厂多效蒸发过程建模与控制方法的基础上,通过对蒸发系统进行机理分析建立了该系统的动态机理模型,并将广义预测自适应控制算法与无模型自适应控制算法分别应用于该模型。具体工作如下:
　　 (1)在了解糖厂蒸发工段的工艺流程与工作原理的基础上,分析其机理结构,利用质量守恒定律与能量守恒定律,建立了糖厂蒸发过程的动态机理模型,并运用实测数据进行验证。仿真结果证明了该模型的有效性。
　　 (2)介绍了预测控制算法的基本原理,并详细描述广义预测自适应控制算法在蒸发系统中的实现途径。文中采用了带遗忘因子的递推最小二乘法对系统时变参数进行辨识,通过反馈实现在线优化,从而达到控制的目的。
　　 (3)详述了无模型自适应控制算法的原理,深入研究基于偏格式线性化的无模型自适应控制律,以所建立的动态机理模型为被控对象,将该算法应用于糖厂蒸发过程中,并在MATLAB上进行仿真,控制效果良好。仿真结果表明,该控制方法的抗干扰性能较广义预测自适应控制算法好。