造紙廢水處理污泥干化段控制系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn).pdf

1、針對造紙廢水處理污泥干化段，利用傳統(tǒng)脫水控制算法容易導(dǎo)致脫水機(jī)堵死的問題，本文確定了污泥脫水系統(tǒng)串級控制方案，建立了脫水過程數(shù)學(xué)模型，設(shè)計了控制器算法，并對整個控制系統(tǒng)進(jìn)行了硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，最后討論了控制器算法的實(shí)現(xiàn)方法。具體研究可總結(jié)為如下四個方面:
　　(1)污泥干化工藝特點(diǎn)和控制要點(diǎn)分析
　　在詳細(xì)分析造紙廢水處理工藝流程的基礎(chǔ)之上，對污泥干化工段中的污泥絮凝和污泥脫水工藝進(jìn)行了深入研究，確定了污泥脫水系統(tǒng)為研究對

2、象。由于污泥濃度不穩(wěn)定和螺旋壓榨脫水機(jī)變直徑，變螺距的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使得該系統(tǒng)非線性較強(qiáng)，且存在時滯，傳統(tǒng)的控制策略在應(yīng)對污泥脫水系統(tǒng)時控制效果較差，易導(dǎo)致脫水機(jī)堵死的現(xiàn)象，因此，對脫水機(jī)的軸向壓力進(jìn)行精確控制是控制的要點(diǎn)。
　　(2)建立污泥脫水系統(tǒng)模型并求解對象模型
　　根據(jù)污泥干化工藝特點(diǎn)確定了以串級控制對脫水機(jī)軸向壓力進(jìn)行控制的方案，該方案的主要問題是對象數(shù)學(xué)模型的建立，即脫水過程傳遞函數(shù)的求解。為此本文在研究了機(jī)理法建

3、模和實(shí)驗法建模的基礎(chǔ)上，采用模型辨識求解脫水過程的脈沖傳遞函數(shù)。首先，確定激勵信號的類型和插入點(diǎn)，然后，利用先進(jìn)的OPC技術(shù)從上位機(jī)獲取用于模型辨識的輸入輸出數(shù)據(jù)源，并通過MATLAB系統(tǒng)辨識工具箱對數(shù)據(jù)源進(jìn)行辨識，得到兩個對象模型，最終通過分析模型相關(guān)指標(biāo)選擇出最佳的對象模型。
　　(3)污泥脫水系統(tǒng)控制器算法的設(shè)計
　　控制方案中除了建立對象數(shù)學(xué)模型外，另一個重點(diǎn)就是控制器算法的設(shè)計，本文分別討論了PID控制器、Smit

4、h預(yù)估控制器和RST數(shù)字控制器，并詳細(xì)分析了RST數(shù)字控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)設(shè)計過程，在得到對象數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，對每個控制器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計，并在不同設(shè)定條件下仿真，通過分析各個控制器的設(shè)定值跟蹤性能和抑制擾動性能，并比較各個控制器的增益裕度和時延裕度，最后得出最佳的控制器為RST數(shù)字控制器。
　　(4)控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
　　在對整個控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計的過程中，本文分別就系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計過程中的重點(diǎn)問題進(jìn)行了研究