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首页 > 健身 > 作者:YD1662022-11-26 03:29:46

然后打开M文件CSTR_GUI.M,对GUI进行编程。设置并启动0.2 s定时器,

另外,需要编写定时器中断响应函数TimerCallback,里面包含对界面扰动参数和采样时间的读取,同时实现对GUI人机界面中变量值的更新。

4CSTR模型控制结果

设定初始值:反应器中物质A的浓度CA=2.14 mol/L,反应器中B的浓度CB=1.05 mol/L,反应器温度T=80.7 ℃,即y0=[2.14;1.05;80.7]。

在无扰动的情况下,控制结果如图4。

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此时PID参数为Kc=0.03,Ti=4 s,Td=0.05 s,从反应器中物料A浓度曲线来看,控制作用响应速度快,超调小,且没有稳态误差,控制效果较好。由于CSTR模型控制系统是完全用MATLAB进行仿真的,曲线平稳之后没有出现任何波动,这与实际现场控制状况不太相同。

在控制系统达到稳态之后,可以在GUI界面上对某一参加数上一扰动(例如增加5%的物质A进料流量扰动),观察控制系统的调节能力,如图5所示。

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从图5可以看出在加入进料流量扰动后,反应器中A浓度曲线出现一定程度的波动,这一波动的大小受扰动值大小的影响,但物质A的浓度很快又恢复到设定值,说明控制系统有较强的调节能力。另外还能发现当进料流量增加5%后,反应器中物质B的浓度在重新达到稳态后并没有回到原值(从1.046 8 mol/L增加到1.047 8 mol/L),同时反应器的温度也有所增加,因此在通过改变进料流量改变物质B浓度的时候,需要注意反应器的温度,要避免触碰到反应器温度的上下限。

5结论

本文基于MATLAB建立CSTR对象模型,依据现实的生产环境以及各种干扰因素,通过整定PID参数完成对被控变量的控制,取得良好的控制效果。同时,为了达到实时修改模型参数、动态显示控制曲线和变量数值的目的,引入了GUI人机界面,使得用户可以方便、实时地对CSTR控制系统进行监控。此控制系统用于工业现场,对提升工作效率具有一定的实际意义。

参考文献

[1] 陈申,蒋静萍,袁慧根.CSTR的非线性自适应控制[J].信息与科学,1992,21(2):136144.

[2] 刘松,李东海,薛亚丽,等.连续搅拌反应釜系统的非线性鲁棒控制[J].化工学报,2008(2):3437.

[3]刘文定.MATLAB/Simulink与过程控制系统[M].北京:机械工业出版社,2011.

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