小型电加热反应器温度的模糊自适应整定PID控制.pdf

第26卷第。8期 计算机与应用化学 V01．26，No．8 2009年8月28日 and August，2009 ComputersAppliedChemistry 小型电加热反应器温度的模糊自适应整定PID控制 邹志云1’扣，赵丹丹1，郭宁1，刘建友1，于德弘2，桂新军1 (1-防化研究院，北京，102205；2．西安交通大学机械工程学院，陕西，西安，710049) 摘要：小型电加热反应器系统具有较大的纯滞后、惯性滞后、非线性和时变特性，参数固定不变的普通PID控制器难以进行精确温 控。通过把操作人员积累的PID参数整定经验知识总结成模糊规则，利用模糊逻辑推理进行在线实时整定，设计了电加热反应器 糊自适应整定PID控制算法。进行了一般情况下和具有较强非线性和时变特性情况下温度控制实验，实验结果表明，模糊自适应 整定PID控制取得了比普通PID更好的控制结果，模糊自适应整定PID控制对过程非线性和时变特性具有更强的适应性。 关键词：模糊控制；PID自整定；电加热反应器；Matlab：组态王；动态数据交换 中图分类号：TQ015．9；TP391．9；TP273’TP391．75文献标识码：A 1 引言 验的报道【7J41，但进行实验和实际应用验证的研究报道还 较少。 小型电加热反应器采用电热功率元件加热，使用较 对小型电加热反应器等精细化工生产过程，常在工 方便，是理化试验和精细化学品开发及生产中常用的 控机上用组态软件进行数据采集和过程监控，由于组态 1种设备。但由于电加热系统具有较大的纯滞后、非线 软件的命令语言难以进行复杂的模糊推理运算，因此需 性和惯性滞后，而且化学反应过程特性复杂，具有时变、 data 要应用动态数据交换(dynamic 非线性等难控特性，故电加热反应器温度的控制具有较 等方法实现组态软件与Matlab等大型科学计算软件的实 大的技术难度，一般的PID控制器难以对其进行精确的 时数据通讯[15-1S]，把组态软件采集的实时数据送到 控制H～。 文献【2】采用基于继电反馈的自整定PID控制器对小 实现小型电加热反应器的模糊自适应整定PID控制。 型电加热反应器温度进行了控制实验，在温度设定值变 化不大时可获得较好的控制结果。但在实际试验或生产 2小功率电加热反应器简介 时，温度设定值常需按工艺要求做大范围变化，这时由 理化试验和精细化工产品开发生产中常用的小功率 于电加热反应过程的非线性，常需人工干预，重新进行 电加热间歇反应实验装置的系统组成见图l。反应原料 自整定，耗时较长，且对反应过程会产生干扰；对电加 1次性加入玻璃三口瓶反应器中，用单相电热套加热， 热反应过程的时变特性及反应负荷的变化，人工难以长 上升尾气经回流冷凝器冷却回流，进行化学反应。其控 期对过程特性进行监视和干预，因此基于继电反馈的自 制系统