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4.2.2 模糊PID控制器设计及仿真 25
4.3 控制方案的仿真对比分析 26
5.总 结 28
致谢 29
参考文献 30绪 论
温度测量和控制对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。在许多场合，及时准确获得目标的温度信息是十分重要的，近年来，温度测控领域发展迅速，并且随着数字技术的发展，温度的测控芯片也相应的登上历史的舞台，能够在工业、农业等各领域中广泛使用。
随着现代工业的逐步发展，在工业生产中，石油化工产业是国民经济的支柱性产业，化工产品中的聚氯乙烯（PVC）更是世界上产量及消费量最大的塑料产品之一。聚氯乙烯工业生产中，聚合反应占有重要地位，反应温度、容器压力、介质流量、流速均对聚合反应存在影响，其中对产品品质影响最大的是聚合反应的温度。因此对氯乙烯聚合过程的反应温度进行精确控制十分重要。
由于聚合反应机理较为复杂，过程存在强烈非线性、大惯性、纯滞后等特性，模型参数是不确定的，依赖于受控系统精确数学模型的经典控制策略无法获得理想的控制效果。所以寻求一种有效的控制策略以提高 PVC 聚合反应釜温控制精度是有必要的。预测控制与模糊控制均对受控对象模型精度要求较低，预测控制具有鲁棒性强，可消除系统静态误差的特点，而模糊控制则在线调节能力强，实时性较好，可增强系统的抗扰性能。这样在 PVC 聚合釜热量系统中的夹套冷却环节上，结合预测控制和模糊控制的优点，设计一种预测模糊 PID 控制器，以进一步提高温度控制效果。
本文在简述了 PVC 生产过程相关工艺流程，深入分析聚合反应釜动态特性的基础上，结合模糊控制技术，提出了一种相应控制算法，并设计了预测模糊 PID 控制器，理论和仿真研究表明：此控制策略具有超调量小、快速性好等优点，是提高聚合釜温度控制效果的一种有效方法。
1.研究背景
1.1 课题来源
温度测量和控制对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。在许多场合，及时准确获得目标的温度信息是十分重要的，近年来，温度测控领域发展迅速，并且随着数字技术的发展，温度的测控芯片也相应的登上历史的舞台，能够在工业、农业等各领域中广泛使用。
随着现代工业的逐步发展，在工业生产中，温度、压力、流量和液位是四种最常见的过程变量。其中，温度是一个非常重要的过程变量。例如：在冶金工业、化工工业、电力工业、机械加工和食品加工等许多领域，都需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉的温度进行控制。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。例如冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等；燃料有煤气、天然气、油、电等。而且普通PID控制对于聚合釜控制系统的控制性能不佳，因此对系统要求更为先进的控制技术和控制理论，这就需要如预测控制或模糊控制等先进控制的方案来研究改进的方法。
1.2 课题研究的背景及学术意义
随着越来越多的新型自动控制应用于实践，其控制理论的发展也经历了经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。一个控制系统包括控制器、传感器、变送器、执行机构、输入输出接口。控制器的输出经过输出接口、执行机构加到被控系统上；控制系统的被控量，经过传感器、变送器通过输入接口送到控制器。不同的控制系统，传感器、 变送器、执行机构是不一样的。比如压力控制系统要采用压力传感器；电加热控制系统要采用温度传感器[1]。
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