硝酸鈉制配過(guò)程中pH值的預(yù)測(cè)控制及仿真研究.pdf

1、pH值是溶液酸度的標(biāo)度單位。在許多化工生產(chǎn)過(guò)程中，pH值的控制品質(zhì)直接影響相應(yīng)產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，在工業(yè)過(guò)程控制中占有重要的地位。然而，pH中和過(guò)程是一類典型具有強(qiáng)非線性、時(shí)變、大滯后特點(diǎn)的復(fù)雜過(guò)程，針對(duì)這些特性很難建立精確的數(shù)學(xué)模型。用常規(guī)的控制方法，無(wú)法對(duì)反應(yīng)的變化過(guò)程做快速的、精確的反應(yīng)，很難對(duì)其進(jìn)行有效控制。預(yù)測(cè)控制適用于不易建立精確模型且比較復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，控制效果好、魯棒性強(qiáng)。本文基于預(yù)測(cè)控制理論對(duì)腈綸生產(chǎn)中還原劑NaNO3

2、的制配過(guò)程中pH值的控制問(wèn)題進(jìn)行深入研討。
　　首先，從pH中和過(guò)程的電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理出發(fā)，仔細(xì)分析了酸堿中和時(shí)離子的反應(yīng)情況，根據(jù)電平衡方程式推導(dǎo)出了一種針對(duì)NaNO3制配實(shí)驗(yàn)裝置的酸堿中和機(jī)理模型。根據(jù)機(jī)理模型利用MATLAB中的Simulink建立了仿真模型，并利用該模型分析了pH中和過(guò)程的非線性特點(diǎn)及擾動(dòng)響應(yīng)情況。
　　其次，分析了典型非線性模型——Hammerstein模型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選取了最簡(jiǎn)單且應(yīng)用廣泛的以多項(xiàng)式

3、函數(shù)描述的模型靜態(tài)非線性環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)，接著運(yùn)用系統(tǒng)辨識(shí)的理論首先對(duì)pH中和過(guò)程進(jìn)行了離線的辨識(shí)，然后采用了具有遺忘因子的漸消記憶的遞推最小二乘的方法對(duì)pH中和過(guò)程進(jìn)行在線自適應(yīng)辨識(shí)去改變Hammerstein模型的動(dòng)態(tài)線性環(huán)節(jié)參數(shù)。
　　最后利用合理參數(shù)，運(yùn)用模型預(yù)測(cè)控制策略對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)控制仿真。并與傳統(tǒng)PID控制在控制效果上進(jìn)行了比較。結(jié)果表明基于Hammerstein模型的預(yù)測(cè)控制器對(duì)于NaNO3制配實(shí)驗(yàn)裝置的pH中和過(guò)程