时滞生产过程的PID控制仿真研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1目的及意义

近现代科学技术的革新和发展，在推动工业生产方式和效益日新月异的同时，也使得控制问题日趋复杂，其中许多被控系统的时滞、非线性、时变性等情况十分严重。

时滞现象广泛存在于电厂、冶金、化工、炼油、航空航天、废水处理等复杂工业过程中。一般来说，在动力系统中，时滞现象是普遍存在的，其原因在于实际系统变量的测量、设备的物理性质、以及信号的采集、传递和处理等多方面因素均可导致输出响应相对于输入时间的滞后现象。被控对象本身时滞的存在相当于在控制系统中引入了附加的相移，使系统趋于不稳定，导致系统的超调量变大，调节时间加长；甚至出现振荡、发散，使系统的动态品质变差，大大增加系统设计和控制的难度。当时滞时间比较小时对被控过程性能影响不大，可以忽略其滞后影响，但是，当时滞时间大到一定值时，其影响则必须考虑。

乙苯脱氢制苯乙烯生产过程中蒸汽过热炉的温度控制就是典型的时滞系统。因为传统的pid控制器存在系统抗干扰能力弱，在时滞系统中鲁棒性差等问题。而普通模糊控制虽然一定程度上克服pid控制器的一些不足，但精度不高，控制效果因而不佳。目前使用的过热炉温度控制系统主要采用模糊pid控制。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

本课题在了解时滞生产的pid控制国内外研究现状、掌握时滞系统相关概念的基础上，通过模糊控制技术、pid控制算法以及结合matlab软件中的simulink模块，针对乙苯脱氢制苯乙烯过热炉温度控制系统的非线性、大滞后问题提出一种模糊自适应pid控制器来提高温控系统的自适应能力和鲁棒性，改善系统的动静态性能，达到提升控制品质的目的。步骤安排如下：

1) 学习时滞系统发展现状及相关知识，了解乙烯脱氢制苯乙烯生产工艺；

2) 在国内外文献查阅基础上，掌握和理解蒸汽过热炉温度控制框图及数学模型；

3. 研究计划与安排

2016.02.22-2016.03.09：查阅资料，阅读文献，撰写并上传开题报告。

2016.03.10-2016.03.20：外文文献翻译，深入阅读参考文献。

2016.03.21-2016.03.29：学习和掌握模糊控制技术。

2016.03.30-2016.04.06：掌握制苯乙烯的工艺，建立数学模型和控制框图。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]刘金琨. 先进pid控制matlab仿真[m]. 北京:电子工业出版社, 2011.

[2]王建国,顾廷权,曹广益等. 时滞系统的最优pid控制与仿真[j]. 系统仿真学报,2007,19(13):2995-2998.

[3]曹晖等. 模糊控制在加热炉温度控制系统中的应用研究 [j].现代制造工程,2010,(5):137-141.

[4]张蒙. 新型smith预估控制器在大延迟系统中的应用[j].电力自动化设备,2011,(4):136-138.