基于非线性Wave模型的内部热耦合塔高纯控制方案  

High-purity control of internal thermally coupled distillation columns based on nonlinear Wave model

作　　者：丛琳[1,2] 刘兴高[1,2] 周叶翔[1,2] 

机构地区：[1]浙江大学控制系,杭州310027 [2]浙江大学工业控制技术国家重点实验室,杭州310027

出　　处：《东南大学学报（自然科学版）》2012年第A01期1-4,共4页Journal of Southeast University：Natural Science Edition

基　　金：国家自然科学基金资助项目(U1162130);国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2006AA05Z226);浙江省杰出青年科学基金资助项目(R4100133);教育部博士研究生学术新人奖资助项目

摘　　要：为了解决高纯内部热耦合精馏塔(ITCDIC)的强非线性特性给控制器的设计带来较大困难的问题,将非线性Wave理论运用到内部热耦合精馏塔的控制设计中.首先根据浓度曲线的特性提出了浓度波形的描述函数.其次根据波形描述函数以及物料守恒关系推导出波速公式.最后将Wave理论与一般模型控制(GMC)结合起来,建立了基于Wave模型的一般模型控制(WGMC).在苯-甲苯物系的实例研究中与传统的基于数据模型的一般模型控制(TGMC)进行比较.研究结果表明,WGMC在伺服控制和干扰控制的表现都明显优于TGMC,WGMC控制方案较传统的一般模型控制方案更加稳定可靠.Abstract： To solve the problem that highpurity internal thermally coupled distillation columns （ITCDIC） present strong nonlinear dynamics which troubles the controller design, nonlinear wave theory is introduced into the control design of ITCDIC. First, the describing function of the profile of concentration is proposed according to the characteristics of the concentration curve. Then, the wave velocity is derived from describing function of the concentration profile and component mass balance of each stage. Finally, combining the Wave model with the generic model control （GMC） a generic model control based on the Wave model （WGMC） is proposed. Compared with databased generic model control （TGMC） in benzenetoluene system, WGMC performs more excellently both in servo control and regulatory control and it is more stable and efficient than the generic model con trol scheme.

关 键 词：高纯内部热耦合精馏塔 非线性Wave模型 一般模型控制 

分 类 号：TP273.1[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]