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软水处理系统PH值复合智能控制的研究

李红超  
【摘要】:纵观智能控制产生、发展的历史背景与现状,其研究中心始终是解决传统控制理论、方法所难以解决的非线性和不确定性问题。然而,单一的智能控制虽能部分地解决一些问题,但无法适应非线性、时变的大过程,而且其适应性往往是有限的,允许调整的范围往往不是很大。因此,为了使复杂生产过程能进行好的控制,就必须不断发展智能控制理论和应用,寻求新的控制方法,真正实现智能控制。因而,在智能控制理论研究和应用中,就产生了新的智能控制类型既复合智能控制,它的目标是把各种智能控制技术有机地组合起来,以便取长补短,提高整体优势。这是一种有发展前景的智能控制类型。也是近年来人们关注的热门研究方向之一。 本文的研究对象是许昌烟厂软水处理系统的中间水箱PH值控制,在为这一系统进行设计的过程中,对PH值对象的复合智能控制进行了初步探讨,发现和总结了一些实际问题,并通过解决这些问题,力争在理论分析和实际应用上有所创新。 软水处理系统中间水箱PH值对象具有大滞后、非线性、时变性等特点,且难以建立精确的数学模型,是公认的控制难题。因此,对PH值对象的控制方法的研究是本文工作的重点。本文在简要介绍智能控制和模糊控制、神经网络技术、专家系统相互结合的基础上,针对软水处理系统中间水箱PH值对象的特点,设计了一种基于仿人智能策略的前馈加反馈组合的复合智能控制器。这种控制器的最大特点是借鉴了人在控制大滞后对象时的操作思路,着重解决对象的大滞后问题;并通过采用有一定自学习、自适应能力的神经模糊控制器以适应PH值对象的非线性与时变性;以及采用加滞后因子的BP神经网络辨识对象的静态逆模型,并通过模型映射直接决定前馈控制的参数,增强了系统的鲁棒性;用仿人智能控制策略-专家系统协调系统的操作,在各种组合控制方式之间进行切换。用可调整模糊逻辑的闭环控制器配合前馈控制器以改善动态控制效果, 经现场调试及生产运行表明,软水处理PH值控制系统工作稳定可靠,控制器算法能满足各项控制要求。


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