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今日智能控制在蒸馏水生产过程中的应用

发布时间:2021-07-19 13:10:53 阅读: 来源:发泡水泥保温板厂家

智能控制在蒸馏水生产过程中的应用

1 引 言

医药用高效蒸馏水机是各医药行业不可缺少的设备,传统的蒸馏水机完全靠手工操作,不仅工作人员工作环境差,而且调节精度不高,很难实现实时监控。当生产完毕采样检测产品质量时,若出现问题只能废掉,造成极大的浪费。因而,蒸馏水机高效、准确的自动控制系统是提高医药质量、减轻工作人员劳动强度的重要保证。

2 工艺特点

蒸馏水机的数学模型较为复杂,其热交换回路与主蒸汽压力、温度及原料水的压力、流量关系紧密,非线性且耦合紧密。另外,纯汽输出回路和冷却水回路都是热交换回路的强烈干扰源。因而若想建立精确的数学模型十分困难。在蒸馏水生产过程中需要控制两个重要参数。一个为蒸馏水在出口处每平方厘米的电导,即电导率;另一个是蒸馏水在出口处的温度,中国关于食品接触材料及制品的新国标体系基本构成简称出口温度。电导率一般用调节原料水的阀门开度来控制;出口温度一般用调节进入热交换器的蒸汽流量来控制。当蒸汽流量增加时使出口温度增加,同时也使电导率减小。同样原料水阀门开度的变化也会引起电导率和出口温度的变化。目前,许多蒸馏水生产设备的这两个参数大都是处于手动(或人工)控制状态,因而蒸馏水的质量往往不容易保证。

从控制的角度看,此过程在不同光源的“推动”下是一个典型的双入双出、强耦合系统,而且蒸馏水机系统本身具有大滞后、非线性、时变、强干扰等特性,因此,传统方法设计的系统控制器在实际应用中无法获得满意效果。

3 神经络解耦器[1]

根据系统特点,这里采用多变量非线性系统的神经络自适应开环解耦控制算法,设计神经络开环解耦补偿器。根据工艺分析,蒸馏水机系统的广义系统成为近似无耦合系统。我们设计了神经络解耦器ND1、ND2使解耦后的广义对象成为一个无耦合的对象,然后使用单回磨损程度肯定也不1样路控制器C1、C2进行控制。

为使广义对象开环解耦,先断开控制器,在神经络解耦器的输入端x1端加入输入信号,若已实现解耦,y2应等于0,这样神经络解耦器ND1的指标函数为

在实际生产过程中,被控过程具有单调上升或单调下降的特性,也就是说,y是关于u′的单调上升或单调下降函数适合的降解周期;。当y关于u′是单调上升时sign反之为-1,络结构为一个输入层,一个中间层和一个输出层,输出层仅有一个节点。激励函数为双曲正切函数,络的输入输出关系可以表达为:

当ND1和ND2确定后,C1和C2可以按单回路来设计,这样从u=x+u′就可以确定控制输调剂弹簧的振幅和频率入u。

4 仿真研究[3]

用简单的飞升曲线法对某蒸馏水机进行降阶处理,最后得到简化的某蒸馏水机的热交换过程系统数学模型为:

式中:r1为原料水阀门开度;y1为电导率;r2为蒸汽阀门开度;y2为出口温度。

针对对象的仿真数学模型,采用如前所述的神经络解耦控制算法,对系统进行了大量的仿真实验。逐个改变被控制对象的参数,控制系统都具有良好的控制效果。图4—1和图4—2为参数变化时的仿真结果。

通过大量仿真研究表明,文中所述的解耦算法规律简单,整定参数不必辨识和建模,大致设计一组参数就能工作,且适应时变对象的能力强。分析和仿真表明神经络自适应解耦控制算法具有较强的鲁棒性,对非线性、时变、多输入多输出系统具有较好的控制效果。

图4—1 r1=1时仿真曲线

5 结束语

采用上述神经络解耦控6.经预定时间磨损实验后制技术,设计了蒸馏水机自动控制系统,成功的应用在六效裂管式蒸馏水机LD2000/6GG中。实际运行结果表明,文中提出的神经络解耦控制器结构简单,易于工程实现,自适应能力强,实时性好,

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