生物柴油的提炼过程大致可分为以下几个步骤：预酯化反应、酯交换反应与水洗、上层液的闪蒸与精馏、下层液的闪蒸及甲醇回收。预酯化是将热油加热到一定温度后，产生油脂和水。预酯化塔底出料，物料经过换热以及冷却后，再进入酯交换釜，进行下一反应。本课题是在预酯化反应过程中，对其釜温度过程建模并研究其控制算法。论文风

温度控制在酯化生产过程中占有很大的比例，它包括两方面内容：测温和控温[3]。测温是控温的基础，它的技术已经比较成熟，而由于控制对象复杂度的增加，温度控制方面，还存在许多问题。目前控制领域的一个重要研究课题就是如何提高系统的控制性能以满足不同控制系统的要求。本文针对自动化现状以及工程要求，主要对酯化釜的温度控制进行研究。

温度控制的动态特性具有时变性、大延迟、大惯性等特点，而且常常伴有非线性，若采用常规PID进行控制，超调量和调节时间不能同时满足系统的性能要求。因此，采用一种先进的控制技术对酯化釜的温度进行准确控制，对提高系统的经济效益和稳定性具有重要意义。

1．2  温度控制系统的研究现状

1．3  论文主要研究内容及章节安排

1.3.1  主要研究内容

课题的具体研究内容如下：

1）基于反应釜温度实测数据，采用响应曲线法，建立了该过程的数学模型。

2）研究了PID控制、模糊控制及模糊PID控制理论，并在此基础上，给出三种控制器基本原理与参数整定方法。

3）运用MATLAB软件的Simulink开发环境和模糊逻辑工具箱，对酯化釜温度过程的PID控制、模糊控制和模糊PID控制三种控制方式进行了仿真研究，并对控制性能进行了比较分析。仿真结果表明，模糊PID控制方式下的系统输出响应快、超调量小、稳态误差也较小。

1.3.2  论文章节安排

论文共分为5章：

第1章，对课题研究背景及温度控制系统进行了概述，介绍了工业生产过程中温度控制系统的研究现状，以及论文主要研究内容。

第2章，详细介绍了几类建模方法和建模思路，基于反应釜温度实测数据，采用响应曲线法，建立了该过程的数学模型。

第3章，主要介绍了几种常用的温度控制策略：PID控制策略、模糊控制策略和模糊PID控制策略，并介绍了上述控制策略的参数整定方法。

第4章，对控制系统进行仿真研究。简单介绍了仿真软件MATLAB和Simulink模块，给出各个控制策略的仿真结果并进行比较，得出最佳控制策略。

在总结中，回顾了文章中提到的控制方案，总结各方案的优缺点，并总结了实验过程中所遇到的问题与解决方案。源:自~优尔-·论`文'网·www.youerw.com/

2  酯化釜温度过程建模

2．1  系统建模方法

被控过程的数学模型，是指过程在各输入量（包括控制量和扰动量）作用下，其相应输出量（被控量）变化函数关系的数学表达式[4]。建立酯化釜温度过程数学模型的目的在于：(1) 设计过程控制系统和进行调节器参数整定；(2) 对生产工艺设备的设计起指导作用；(3) 便于进行仿真试验与研究。

数学建模方法大致可分为以下三类：

⑴ 机理建模法

机理建模法又称作演绎法或者理论建模法。这种方法是依据过程的内在机理，列出各种与系统有关的平衡方程，从计算得出所需的数学模型。它倾向于运用先验信息，并且对过程建立比较确切的数学模型。此时实验获得的数据对模型的建立作用不大，它只会被用来验证原始的假设或者原理。它的主要特点是把研究的过程当成一个透明的匣子，因此该方法所建的数学模型也被称为“白箱模型”。