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4.2.2 微分先行PID算法的控制仿真 18
4.2.3 中间微分反馈PID算法的控制仿真 19
4.2.4 史密斯补偿控制仿真 21
4.2.5 增益自适应性补偿控制仿真 23
4.2.6 改进Smith补偿控制仿真 26
4.3 本章小结 28
结 论 29
致 谢 30
参 考 文 献 31
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1946年，美国福特公司的机械工程师D.S.哈德最先提出“自动化”一词，并用来描述发动机气缸的自动传送和加工的过程。50年代，自动调节器和经典控制理论的发展，使自动化进入以单变量自动调节系统为主的局部自动化阶段。60年代，随着现代控制理论的出现和电子计算机的推广应用，自动控制与信息处理结合起来，使自动化进入到生产过程的最优控制与管理的综合自动化阶段。70年代，自动化的对象变为大规模、复杂的工程和非工程系统，涉及许多用现代控制理论难以解决的问题。这些问题的研究，促进了自动化的理论、方法和手段的革新，于是出现了大系统的系统控制和复杂系统的智能控制，出现了综合利用计算机、通信技术、系统工程和人工智能等成果的高级自动化系统，如柔性制造系统、办公自动化、智能机器人、专家系统、决策支持系统、计算机集成制造系统等[1]。
过程控制是自动化技术的一个重要分支，在工业领域应用最为广泛[2]。过程控制通常是指石油、化工、冶金、机械、电力、轻工、纺织、建材、原子能等工业部门生产过程的自动化。过程控制系统是指自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、液位成分、粘度、湿度以及pH值等这样一些过程变量时的系统。在现代工业生产过程自动化中，过程控制技术正在为实现各种最优的技术经济指标、提高经济效益和劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、保护环境卫生等方面起着越来越大的作用。实现生产过程自动化对于发展国民经济、提高技术水平有着十分重要的意义[3]。
能源是人类社会生存和发展的必需品，高速发展的经济使得能源危机和环境污染已经成为21世纪的国际关键词。如何缓解经济发展与能源及环境之间的矛盾，新能源给我们提供了一种新的选择。新能源又称非常规能源，它们是刚开始被开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，包含了太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量，还包括对常规能源进行创新利用而产生的能源。中国正处于经济高速发展时期，但在发展的同时也面临着很多问题，新能源作为一种“绿色”新技术，在减少环境污染，缓解环境压力的同时，也可以缓解我国的能源危机，充分体现了“科学发展”、“可持续发展”、“和谐发展”的发展理念，发展潜力巨大，新能源开发正迎来前所未有的历史发展机遇。
生物柴油是一种原料广泛的可再生性燃料资源，目前世界各国正掀起开发利用生物柴油资源的热潮，与矿物柴油相比，它具有低含硫和低排放污染，可再生，优良的生物可降解性等特点，有广泛的发展前景，而原料问题是制约生物柴油业发展的瓶颈。地沟油来源广泛，廉价易得，是制备生物柴油的良好原料[4]。利用地沟油生产生物燃油不但能够用于汽车，甚至能够用于飞机，还提供了废弃食用油脂的合理化利用方式、防止废弃食用油脂再次返回餐桌。
在能源和生态双重危机下，世界上许多国家正大力开发生物柴油技术并推进其产业化进程，生物柴油产业近些年得到了快速的发展，美国、欧盟、日本等国都在积极发展这项产业。2006年全球生物柴油产量达到500万吨，2009年全球生物柴油产量接近1600万吨，增长率超过300%。生物柴油生产在欧美许多国家都有较为成熟的技术，如LURGI、BASF、MPOB公司都拥有自主知识产权的生物柴油技术，并在全世界范围内进行技术转让。