基于嵌入式系統(tǒng)的脫重組分塔控制系統(tǒng)研究.pdf

1、在粗苯精制的生產(chǎn)過程中，首先需要通過脫重組分塔的處理將粗苯原料分離出重苯與輕苯以進入后續(xù)的生產(chǎn)加工流程。脫重組分塔的工作穩(wěn)定性直接關(guān)系到精苯產(chǎn)品的質(zhì)量，而作為關(guān)鍵設(shè)備的脫重組分塔具有典型的非線性、時變性及時滯性等特點；目前大多采用成本高、體積大以及響應(yīng)慢的常規(guī) PLC實現(xiàn)PID算法對塔溫進行控制，這使溫度的調(diào)節(jié)時間與超調(diào)量這兩個動態(tài)性能指標很難得到同時的優(yōu)化。因此課題采用了基于ARM的多種群遺傳算法整定PID參數(shù)設(shè)計控制器來實現(xiàn)多性能指

2、標的優(yōu)化。
　　首先，從實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)近似得出脫重組分塔的數(shù)學模型，構(gòu)建 Simulink仿真模型。通過生產(chǎn)數(shù)據(jù)確定PID的Kp、Ki和Kd三個參數(shù)，分別以這三個參數(shù)的值為中心點劃定鄰域區(qū)間作為遺傳算法的種群基因庫并且選擇合適的分段函數(shù)作為適應(yīng)度函數(shù)指引兩個子種群的進化方向。兩個子種群分別在溫度變化的不同階段參與進化和整定 PID參數(shù)的操作，使溫度變化過程中的調(diào)節(jié)時間與超調(diào)量這兩個性能指標同時得到了良好的動態(tài)優(yōu)化。
　　其次，

3、為解決脫重組分塔的純滯后特性帶來的動態(tài)響應(yīng)滯后的問題，在仿真模型中引入了史密斯預(yù)估補償器來抵消純滯后環(huán)節(jié)的影響，有效地解決了動態(tài)響應(yīng)滯后的問題。
　　最后，搭建了以模型塔為被控對象的實驗控制系統(tǒng)驗證Simulnk仿真結(jié)果。系統(tǒng)的控制器部分使用以兩塊 ARM為核心的控制電路分別負責數(shù)據(jù)的處理與運算，很大程度上提高了控制操作的實時性與準確性。通過兩種仿真平臺的實驗數(shù)據(jù)分析對比得出了多種群遺傳算法整定 PID參數(shù)這種控制策略應(yīng)用在脫重組