基于LMI的丙烯腈聚合釜溫度控制問(wèn)題研究.pdf

1、腈綸是紡織業(yè)中不可缺少的一種人造合成纖維原料。在腈綸生產(chǎn)工藝中，丙烯腈聚合過(guò)程占有極其重要的地位。影響聚合反應(yīng)的因素有溫度、壓力、流量、液位等，以聚合釜內(nèi)的反應(yīng)溫度最為重要。其控制品質(zhì)直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。丙烯腈聚合過(guò)程具有時(shí)變、非線(xiàn)性、大滯后等特征，所以難以建立精確數(shù)學(xué)模型?；诰_數(shù)學(xué)模型的傳統(tǒng) PID控制方法對(duì)于這類(lèi)問(wèn)題無(wú)法取得較好的控制效果。
　　針對(duì)上述問(wèn)題，文中首先介紹丙烯腈的聚合過(guò)程的機(jī)理及聚合釜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)

2、聚合釜溫度模型的分析得出聚合釜內(nèi)發(fā)生聚合反應(yīng)時(shí)的熱量傳遞情況。對(duì)該模型作初步的簡(jiǎn)化處理，然后運(yùn)用MATLAB對(duì)該模型進(jìn)行仿真分析。仿真結(jié)果表明聚合過(guò)程溫度模型具有非線(xiàn)性及大滯后的特點(diǎn)。
　　其次，闡述線(xiàn)性矩陣不等式(LMI)的定義及其三類(lèi)求解問(wèn)題即：可行性問(wèn)題、特征值問(wèn)題、廣義特征值問(wèn)題。介紹了預(yù)測(cè)控制的基本原理及預(yù)測(cè)模型、滾動(dòng)優(yōu)化、反饋校正三大基本特征。結(jié)合線(xiàn)性矩陣不等式和預(yù)測(cè)控制兩者的優(yōu)缺點(diǎn)得到基于線(xiàn)性矩陣不等式的預(yù)測(cè)控制器設(shè)

3、計(jì)方案，及算法流程。此外為了驗(yàn)證驗(yàn)證算法的可行性文中給出了一具有不確定性的雙輸入雙輸出的數(shù)值實(shí)例，仿真結(jié)果證明基于線(xiàn)性矩陣不等式的預(yù)測(cè)控制能較好地控制系統(tǒng)輸出。
　　最后對(duì)模型進(jìn)行線(xiàn)性化處理得到了模型的不確定結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)基于線(xiàn)性矩陣不等式的預(yù)測(cè)控制器。然后用MATLAB對(duì)控制器的控制效果進(jìn)行仿真，并與傳統(tǒng)的PID控制的控制效果上進(jìn)行了比較。結(jié)果表明基于線(xiàn)性矩陣不等式的聚合釜溫度控制系統(tǒng)在系統(tǒng)存在不確定性的情況下能較好地解決了聚合釜溫