【正文】 系統(tǒng)都能建模。下面簡述幾種應(yīng)用于間歇過程的控制方法: 基于模型的預(yù)測控制，和引入模型誤差的反饋校正機(jī)制，采用滾動式的有限時(shí)域優(yōu)化策略，反復(fù)在線優(yōu)化局部目標(biāo)，以得到一個(gè)顧及了模型失配和干擾引起的不確定性的符合實(shí)際的最優(yōu)控制。隨著控制理論的發(fā)展，尤其是智能控制理論的發(fā)展，人們開始研究智能化的反應(yīng)釜過程控制裝置，各種智能控制方法，如專家系統(tǒng)和專家控制、模糊控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制、遺傳算法等，都己在反應(yīng)釜控制中有所應(yīng)用。后來人們越來越多地使用PID控制，它的算法簡單易于實(shí)現(xiàn)，控制效果較以前也有很大提高。因此研制適合于小規(guī)模反應(yīng)釜的低成本、控制簡便的智能控制器具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。研究反應(yīng)釜內(nèi)化工生產(chǎn)過程的自動檢測和控制技術(shù)，是適應(yīng)當(dāng)代信息技術(shù)革命和信息產(chǎn)業(yè)革命的需要，也是提高生產(chǎn)效率、改善勞動條件、保證安全生產(chǎn)的必然措施。就目前發(fā)展趨勢看，由于間歇式反應(yīng)釜具有生產(chǎn)靈活、附加值高等柔性批量生產(chǎn)的特點(diǎn)，在精細(xì)化工及生物制藥等方面得到了廣泛的應(yīng)用。 FuzzyPID。模糊PID。同時(shí)這種方法對其它的大滯后，特性參數(shù)不確定等控制對象的控制問題都有很好的參考價(jià)值。同時(shí)對常規(guī)PID控制和模糊PID復(fù)合控制策略進(jìn)行比較論證和仿真研究，仿真結(jié)果表明該模糊PID復(fù)合控制器應(yīng)用于間歇式反應(yīng)釜的溫度控制回路，取得了理想的控制效果。本文主要研究了間歇過程的溫度控制策略，全面分析了間歇式反應(yīng)釜溫度變化的特點(diǎn)及控制難點(diǎn)。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它模糊控制在間歇式反應(yīng)釜自動控制中的應(yīng)用摘 要間歇式反應(yīng)釜是化工生產(chǎn)中一類非常重要的反應(yīng)容器，其內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜，且其本身又具有較大的時(shí)變性、非線性和時(shí)滯性。：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。題 目：模糊控制在間歇式反應(yīng)釜自動控制中的應(yīng)用57內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日注 意 事 項(xiàng)（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致謝9）附錄（對論文支持必要時(shí)）：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等）。、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請他人代寫2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。目前在不少間歇工業(yè)生產(chǎn)過程中，仍大多采用手動或半自動控制，整體自動化水平較低。本文在參閱大量的中外文獻(xiàn)并結(jié)合實(shí)際控制要求的基礎(chǔ)上，對基于模糊控制的間歇反應(yīng)釜溫度計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了理論研究和工程設(shè)計(jì)，將PID控制和模糊控制結(jié)合起來，提出一種智能復(fù)合控制方案，并給出了詳細(xì)的分析步驟和控制算法。本文所提出的模糊PID復(fù)合控制策略，不需要被控對象的精確數(shù)學(xué)模型，在大滯后、參數(shù)不確定和慣性大的間歇反應(yīng)釜控制系統(tǒng)中工作穩(wěn)定、可靠性高、適應(yīng)性好、魯棒性強(qiáng)。關(guān)鍵字：間歇式反應(yīng)釜。自動控制內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）Application Study of Fuzzy Control in the Batch reactorAbstractBatch reactor is a very important vessel in chemistry industry produce. the reaction mechanism in it is plicated. because of multiple controlled objects and big timevariant. Nonliner, timedelay, at present, lots of batch production also use manus or half automation operation, the lever of the automation is very lover.The paper mainly discussed batch reactor temperature control policy. general analysis batch reactor temperature’s characteristic and control difficulty. The paper references to a lot of literature and use fuzzy control to batch reactor temperature control theory study and project design. PID control and fuzzy control. Bring forward a intelligent plex control scheme and give the detailed design. Simulate the PID control with matlab , and then apply this controller to the batch reactor temperature control, and get the perfect control effect.The experiments show that the control system operates steadily and have high functional reliability, and that the algorithm doesn’t need the accurate mathematical model of the object and have good flexibility, operational capability and high robustness. At the same time ,this control method has the good reference value to other object of big delay variable parameter.Key words: Batch reactor。 autocontrol目 錄摘 要 IAbstract II第一章 引 言 1 課題研究的背景和意義 1 間歇式反應(yīng)釜控制技術(shù)現(xiàn)狀 1 基于模型的預(yù)測控制 2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 2 模糊控制 3 自適應(yīng)控制 3 模糊控制理論的發(fā)展及應(yīng)用 4 模糊復(fù)合控制 5 自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)模糊控制 6 專家模糊控制 6 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊控制 7 本文的主要工作 7第二章 控制原理簡述 9 PID控制理論 9 PID控制的原理和特點(diǎn) 9 位置式PID控制算法 9 增量式PID控制算法 11 PID控制器的參數(shù)整定 12 模糊控制理論 13 模糊控制的基本思想 13 模糊控制系統(tǒng)的組成 14 模糊控制器的設(shè)計(jì)原理 15第三章 反應(yīng)釜總體結(jié)構(gòu)及過程特性分析 24 反應(yīng)釜總體結(jié)構(gòu) 24 間歇生產(chǎn)特性分析 26 間歇反應(yīng)操作流程 27第四章 反應(yīng)釜模糊PID復(fù)合控制器分析與設(shè)計(jì) 30 模糊控制器設(shè)計(jì) 30 模糊控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 30 模糊控制器規(guī)則的設(shè)計(jì) 33 求模糊查詢表 35 模糊PID復(fù)合控制器設(shè)計(jì) 36 模糊PID復(fù)合控制器的幾個(gè)重要問題 37 模式切換閥值的合理選取 38 模式切換瞬間系統(tǒng)輸出問題 38第五章 模糊PID復(fù)合控制系統(tǒng)仿真研究 39 模糊控制系統(tǒng)仿真 39 PID控制系統(tǒng)仿真 42 模糊PID復(fù)合控制系統(tǒng)仿真 44 仿真結(jié)果分析 45第六章 結(jié)束語 47參考文獻(xiàn) 48致 謝 50 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）第一章 引 言 課題研究的背景和意義 為了適應(yīng)產(chǎn)品多樣化的市場需要，批量生產(chǎn)的控制問題就成為當(dāng)前控制理論與控制工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。而間歇反應(yīng)釜是高度非線性系統(tǒng)，包括了所有批量過程控制的難點(diǎn)，影響其控制品質(zhì)的因素較多，如外界條件、原料純度、催化劑的類型、原料添加數(shù)量的變化、循環(huán)水或加熱蒸汽溫度、流量的變化等，同時(shí)系統(tǒng)本身具有較大的時(shí)變性、非線性和時(shí)滯性，控制起來非常困難。 由于許多化學(xué)工業(yè)、生物制藥工業(yè)具有規(guī)模小、產(chǎn)品更新?lián)Q代快、各種化學(xué)反應(yīng)過程差異大的特點(diǎn)，對多數(shù)的反應(yīng)釜而言，缺少成熟、通用、制式化的智能控制設(shè)備。 間歇式反應(yīng)釜控制技術(shù)現(xiàn)狀早期的反應(yīng)釜控制多為位式調(diào)節(jié)的單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，對于重要的環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)有串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)。但是，由于PID控制對于具有精確數(shù)學(xué)模型的線性過程，可以取得良好的控制效果，而間歇反應(yīng)過程分為多個(gè)階段，每個(gè)反應(yīng)階段都有明顯不同的特性，且反應(yīng)釜本身具有非線性和時(shí)滯性等特點(diǎn)，其過程模型一般很難建立，故PID控制難以滿足反應(yīng)釜的過程控制要求。目前最先進(jìn)的反應(yīng)釜智能控制系統(tǒng)多采用將先進(jìn)的智能控制理論與傳統(tǒng)的控制策略相結(jié)合的方法，比如直接使用模糊控制的反應(yīng)釜溫度控制方法、PID參數(shù)自適應(yīng)的模糊控制方法、Smith模糊控制方法、基于神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的直接自適應(yīng)控制、用遺傳算法尋最優(yōu)PID參數(shù)來控制非線性系統(tǒng)的模型參考自適應(yīng)控制方法等。模型預(yù)測控制具有控制效果好、魯棒性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并能方便地處理過程被控變量和操縱變量中的各種約束[2]。在實(shí)際控制應(yīng)用中，常采用一種基于反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測控制，將兩個(gè)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)起來進(jìn)行外部反饋，產(chǎn)生一個(gè)狀態(tài)空間的映射。文獻(xiàn)[1]將基于反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測控制器應(yīng)用于間歇式化學(xué)反應(yīng)器的模型預(yù)測控制，并將其與傳統(tǒng)的前饋神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測器的控制性能進(jìn)行了對比，在各種操作條件和干擾下的結(jié)果證明了此種方案的優(yōu)越性。結(jié)果表明此模型比傳統(tǒng)方法的“黑箱”模型具有更大優(yōu)越性。在此種混合ANN模型的預(yù)測控制中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)是將聚合物質(zhì)量的樣本數(shù)據(jù)經(jīng)3次樣條插值后產(chǎn)生的。 模糊控制 影響間歇聚合反應(yīng)過程的因素很多，因非線性、時(shí)滯、時(shí)變、反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜等因素，用常規(guī)控制方法難以有效控制。因此，提煉和恰當(dāng)?shù)乇磉_(dá)這些經(jīng)驗(yàn)，將其與常規(guī)的控制理論互補(bǔ)地有機(jī)結(jié)合起來，可以有效地提高聚合反應(yīng)過程的控制水平。它具有高度的仿人智能特性、不依賴精確數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)，是解決間歇聚合反應(yīng)過程控制問題的一種有效方法。文獻(xiàn)[4]給出了基于規(guī)則的Takagi一Sugeno的比例一微分模糊控制算法在間歇式苯乙烯聚合反應(yīng)器控制中的仿真研究情況。根據(jù)模糊控制本身的特點(diǎn)，有效地克服實(shí)際系統(tǒng)中的非線性及干擾，而且完全符合系統(tǒng)的工作過程[2]。當(dāng)對被控過程的本身特性及其外部環(huán)境了解不多，或者它們在運(yùn)行過程中有變化時(shí)，設(shè)計(jì)一種高性能的控制系統(tǒng)，能根據(jù)對象實(shí)際運(yùn)行情況自動調(diào)節(jié)控制規(guī)律，以達(dá)到實(shí)時(shí)控制的目的。 另外，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來看，早期的反應(yīng)釜自動控制裝置主要采用單元組合儀表組成控制系統(tǒng)，然而由于反應(yīng)過程存在嚴(yán)重的非線性和時(shí)滯特性，簡單的位置式控制不僅較難達(dá)到預(yù)期精度，部分場合還因超調(diào)過大而導(dǎo)致生產(chǎn)產(chǎn)品失敗。目前廣泛應(yīng)用于間歇反應(yīng)釜生產(chǎn)過程控制裝置為集散控制系統(tǒng)(DCS)。隨著網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的發(fā)展，總線的出現(xiàn)，一種集計(jì)算機(jī)、通信和控制技術(shù)(3C)為一體的現(xiàn)場總線(FieldBus)技術(shù)逐步成熟和發(fā)展起來，并己應(yīng)用到工業(yè)過程控制領(lǐng)域，形成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）。針