连续搅拌反应釜系统的设计与仿真分析
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In this paper, the nonlinear dynamic model of CSTR is linearized, and the CSTR linear state space model is obtained. The pole assignment controller for continuous stirred tank reactor was designedand the simulation of the system was carried out. The LQR controller of the continuous stirred tank reactor is designed and the system is simulated. The control effect of the two control methods is compared. Key Words: Continuous Stirred Tank; LQR Controller; MATLAB Simulation
吉林化工学院毕业设计说明书
连续搅拌反应釜系统的控制器设计与仿真
Controller Design and Simulation for CSTR
学生学号： 11510210 学生姓名： 严新宇 专业班级： 自动 1102 指导教师： 王 野 职 称： 工程师 起止日期： 2015.03.09～2015.06.26
II
吉林化工学院信控学院毕业设计说明书
目录
摘 要.................................................................................................................................... I Abstract.......................................................................................................................I.I............. 第 1 章 绪论 .............................................................................................................................2
Iຫໍສະໝຸດ Baidu
连续搅拌反应釜系统的控制器设计与仿真
Abstract
Continuous stirred tank reactor (CSTR) is the most widely used in fermentation, chemical engineering, petroleum production, bio pharmaceutical and other industrial production process as a chemical reactor, control the quality directly affect the production efficiency and quality index. For continuous stirred tank reactor by controlling the process parameters,such as temperature, pressure, concentration and so on, ensure the normal operation of the reaction. In this paper, based on a continuous stirred reactor mathematical model, the application of Taylor expansion is obtained for the linear state space representation, on this basis, design the LQR controller. Simulation results show that the control effect is satisfactory.
本设计将 CSTR 的非线性动态模型进行了输入输出线性化，得到 CSTR 线性状态空 间模型。设计出连续搅拌反应釜的极点配置控制器并对系统进行仿真。设计出连续搅拌 反应釜的 LQR 控制器并对其系统进行仿真。并对两种控制方法的控制效果进行了比较。 关键词：连续反应搅拌釜； LQR控制器； MATLAB仿真
1.1 课题背景及目的意义 ...............................................................................................2 1.2 国内研究现状 ...........................................................................................................2 1.3 国外研究现状 ...........................................................................................................3 1.4 连续反应搅拌釜的控制技术 ..................................................................................4 1.5 仿真技术 ....................................................................................................................4
吉林化工学院 Jilin Institute of Chemical Technology
吉林化工学院信控学院毕业设计说明书
摘要
连续搅拌反应釜（ CSTR）是发酵、化工、石油生产、生物制药等工业生产过程中应 用最广泛的一种化学反应器，其控制质量直接影响到生产的效益和质量指标。对连续搅 拌反应釜通过控制内部的工艺参数，如温度、 压力、浓度等稳定，保证反应的正常运行。 本文针对连续搅拌反应釜的数学模型，应用泰勒展开得到了线性状态空间表达式，在此 基础上设计了 LQR 控制器，仿真结果表明，控制效果令人满意。
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Controller Design and Simulation for CSTR
学生学号： 11510210 学生姓名： 严新宇 专业班级： 自动 1102 指导教师： 王 野 职 称： 工程师 起止日期： 2015.03.09～2015.06.26
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摘 要.................................................................................................................................... I Abstract.......................................................................................................................I.I............. 第 1 章 绪论 .............................................................................................................................2
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连续搅拌反应釜系统的控制器设计与仿真
Abstract
Continuous stirred tank reactor (CSTR) is the most widely used in fermentation, chemical engineering, petroleum production, bio pharmaceutical and other industrial production process as a chemical reactor, control the quality directly affect the production efficiency and quality index. For continuous stirred tank reactor by controlling the process parameters,such as temperature, pressure, concentration and so on, ensure the normal operation of the reaction. In this paper, based on a continuous stirred reactor mathematical model, the application of Taylor expansion is obtained for the linear state space representation, on this basis, design the LQR controller. Simulation results show that the control effect is satisfactory.
本设计将 CSTR 的非线性动态模型进行了输入输出线性化，得到 CSTR 线性状态空 间模型。设计出连续搅拌反应釜的极点配置控制器并对系统进行仿真。设计出连续搅拌 反应釜的 LQR 控制器并对其系统进行仿真。并对两种控制方法的控制效果进行了比较。 关键词：连续反应搅拌釜； LQR控制器； MATLAB仿真
1.1 课题背景及目的意义 ...............................................................................................2 1.2 国内研究现状 ...........................................................................................................2 1.3 国外研究现状 ...........................................................................................................3 1.4 连续反应搅拌釜的控制技术 ..................................................................................4 1.5 仿真技术 ....................................................................................................................4
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摘要
连续搅拌反应釜（ CSTR）是发酵、化工、石油生产、生物制药等工业生产过程中应 用最广泛的一种化学反应器，其控制质量直接影响到生产的效益和质量指标。对连续搅 拌反应釜通过控制内部的工艺参数，如温度、 压力、浓度等稳定，保证反应的正常运行。 本文针对连续搅拌反应釜的数学模型，应用泰勒展开得到了线性状态空间表达式，在此 基础上设计了 LQR 控制器，仿真结果表明，控制效果令人满意。