摘要：反应釜是一种常用的化学反应容易其内部反应机理较为复杂。研究通过控制其参数而控制化学反应过程，以提高产品的收率和质量的方法对化工生产和生物制药等工业很有实用价值。反应釜是一个多输入多输出复杂的多变量耦合控制对象。为了解决多变量解耦的问题，本文主要分析了反应釜系统中输入量加热流量和冷却流量与输出量系统反应釜内温度和压力之间的耦合关系，采用反馈补偿解耦控制方法对反应釜系统进行了反馈解耦控制。使用Simulink、MATLAB进行了仿真，仿真结果表明利用反馈补偿解耦控制方法对反应釜系统进行解耦控制后系统的动态性能得到明显改善，这就说明了利用反馈补偿方法对反应釜进行解耦控制是可行且有效的。20469
毕业论文关键词：反馈补偿；解耦控制；MATLAB仿真
Design of Decoupling Control System for the Reaction Kettle Based on Feedback Compensation
Abstract:The reaction kettle is a kind of common chemical reaction containers, its internal reaction mechanism is more complicated. Research through the control of its process parameters and the control of chemical reaction process, to improve the yield and quality products with the method of chemical production and biological pharmaceutical industry, etc have practical value.The reaction kettle is a complicated control object which is a multiple input multiple output system, and there is a closely coupling among variables as well. In order to solve the decoupling control problem of multivariable system , this paper analyzes the coupled relation between the input of the heat flow and cold flow and the output temperature and pressure carefully. It conduct decoupling control by using parameters feedback compensation decoupling control method for the reaction kettle system. Finally, by using Simulink and MATLAB, the design is able to carry through modeling and simulation about the system. The result of the simulation indicate that after the decoupling control of the reaction kettle system by using feedback compensation decoupling control method, the dynamic performance of the system is improved obviously. This suggests that applying feedback compensation method for the reaction kettle system to conduct decoupling control is feasible and effective.
Key Words：Feedback compensation；Decoupling control；MATLAB
目  录
1 绪论    1
1.1 课程的目的和意义    1
1.2     国内外研究现状与水平    2
1.2.1 研究现状    2
1.2.2 发展趋势    3
1.3 过程控制系统仿真    4
1.3.1 仿真在过程控制中的应用    4
1.3.2 MATLAB/Simulink在过程仿真中的优势    7
2 被控对象系统分析    9
2.1 反应釜工艺分析    9
2.2 反应釜温度特性分析    10
3 控制系统设计    11
3.1 解耦控制系统    11
3.1.1 相对增益    12
3.1.2 解耦控制系统的分类及解耦方法    18
3.2 反馈控制补偿器    19
4 控制系统的仿真设计    22
4.1系统相对增益以及系统耦合分析    22
4.2 控制器形式选择与参数整定    24
4.3 系统的仿真和分析    30
致谢    33
参考文献    34
1 绪论
1.1 课程的目的和意义
自动化技术是先如今当代发展迅速，并且最引人关注的高技术之一，是推动新的技术革命以及产业革命的核心技术。在一定的程度上，可以说自动化是现代化的同义词。由于自动化技术的不断发展和成熟，应用范围也越来越广泛，已经渗透到社会经济各个部门和人们生活的各个方面。自动化专业毕业生面对的是一个择业范围广阔的人才市场，具有丰富多样性选择，所以为了适应各种工作的需求，自动化专业的学生需要学习的自动化领域中的知识也越来越多，要求掌握的自动化技术范围也越来越宽。自动化技术作为一门工程实践性很强的技术，要掌握自动化技术不仅要有丰富的专业理论基础，而且还要有能够实践解决实际问题的能力。一段时间以来，出于各种各样的原因，学生对于认识实习以及生产实习受到了生产现场的条件限制，能掌握到的实际知识也是有限的，然而自己动手解决实际问题的机会又是少之又少。为了让自动化专业学生在仅有的四年本科学习期间内既要掌握必需的基础理论知识，又有更多的实践知识和较强的解决实际问题能力，以及创新意识的增强，这是自动化专业教学改革的目的，也是自动化专业面临的一个艰巨的教学改革任务。自动化专业是一个实践性极强的专业，对于学生实际动手能力的培养和提高也是该专业培养计划的重要环节。然而过程控制又是自动化专业的一个重要的专业方向，过程控制实验是培养学生实践能力和动手能力一个重要部分。在如今高校教育中，素质教育的重要性也被越来与多的教师认识到，但是在教学中理论和实践脱节的现象仍旧还是存在的。 MATLAB基于反馈补偿解耦的反应釜温度和压力控制:http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_12251.html