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《大连理工大学》 2010年 硕士论文
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聚合反应釜内温度建模与在线校正策略的研究

于兴高  
【摘要】:间歇反应是一种重要的化工生产方式,聚合反应是间歇反应中一种最常见的反应过程,间歇聚合生产方式广泛应用于批量或者半批量过程工业中。为了保证产品的质量、产量和生产安全,许多间歇聚合生产过程都采用基于模型的先进控制策略对温度变量进行控制,因此研究聚合反应温度模型有非常重要的意义。 本文首先分析实验室的间歇反应釜控制系统,对其加热和冷却回路进行研究。根据间歇聚合反应的特点,并结合实验室的实际系统确定了控制方案。对夹套温度,采用常规的PID策略可以满足控制要求。而间歇聚合反应中釜内温度具有大滞后、非线性、大时变的特性,使得对釜内温度的控制非常困难。为了更好的跟踪间歇聚合反应釜内温度的工艺要求,需要采用先进控制策略控制釜内温度,而建模是实施先进控制的基础。在目前普遍使用的建模方法是机理建模和实验建模基础上,本文通过对聚合反应的机理进行分析,建立了釜内温度机理模型。由于聚合反应过程非常复杂,需要采用模型校正技术对机理模型进行在线校正。为此,本文用一阶惯性纯滞后模型代替机理模型,提出一种利用在线辨识对模型参数进行实时修正的模型校正策略。最后利用MATLAB强大的数据处理能力和WinCC良好的界面组态功能,建立了模型校正系统,二者之间是用OPC技术无缝连接的。实验结果表明,本文提出的建模方法和模型在线校正策略能够有效跟随对象的变化,为实现聚合反应过程的先进控制技术奠定了基础。


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