检索结果-南通市图书馆

作者：王钦明哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

丙烯腈聚合反应是一个强放热,高度非线性,参数在线测定滞后大,复杂的反应过程。因此建立一个能够准确的描述聚合反应动力学机理和聚合装置运行特性的系统模型对仿真研究是尤为重要的。本文结合生产中装置的操作参数,研究丙烯腈聚合反应... 详细信息

丙烯腈聚合反应是一个强放热,高度非线性,参数在线测定滞后大,复杂的反应过程。因此建立一个能够准确的描述聚合反应动力学机理和聚合装置运行特性的系统模型对仿真研究是尤为重要的。本文结合生产中装置的操作参数,研究丙烯腈聚合反应过程的内在规律,分析影响聚合反应的因素,实现聚合生产的优化。本文首先应用Polymer Plus对丙烯腈聚合反应过程进行建模。由于丙烯腈聚合过程是以丙烯腈和醋酸乙烯酯为单体,氧化还原体系NaClO3- NaHSO3为引发剂,采用水相悬浮聚合工艺,因此建模过程主要是针对进料系统和聚合釜反应器建立系统的稳态模型,依据工业中的进料参数和温度、压力等操作参数对模型进料和操作参数进行设置。聚合釜中的聚合反应主要是由链引发、链增长和链终止等基元反应组成,在Polymer Plus中建立这些反应的模型方程,基于聚合反应温度和压力等参数进行计算,确定各基元反应方程的速率常数和活化能。然后对所建立的系统模型进行仿真,并将仿真结果与实际值作比较,调节参数使模型更加接近生产实际情况。最后将所建立的稳态模型导入到Dynamic中,添加相应的控制器,对某些输入参数进行调整,建立相应的动态模型。经过与装置的相关参数作比较,建立的动态模型能够较好的模拟装置的运行特性。模型仿真过程中,在保证物料质量守恒、能量平衡以及迭代运算收敛的前提下,对聚合反应过程中的影响因素进行分析,给出了聚合反应速率、聚合物聚合度、分子量以及分子量分布等指标随聚合温度、引发剂进料流量、单体进料流量、单体配比等操作参数值不同时的变化规律。

关键词：丙烯腈 Polymer Plus 建模仿真分析

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基于模型的汽轮机调节系统故障诊断研究

基于模型的汽轮机调节系统故障诊断研究

作者：徐鹏志哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着工业水平以及人民生活水平的迅速发展,对电力的需求不断增大,要求机组容量不断增大,结构日趋复杂。为了保证安全顺利的生产,汽轮机调节系统的地位也变得越来越重要,对调节系统可靠性的要求也越来越高。因此对汽轮机调节系统进行故... 详细信息

随着工业水平以及人民生活水平的迅速发展,对电力的需求不断增大,要求机组容量不断增大,结构日趋复杂。为了保证安全顺利的生产,汽轮机调节系统的地位也变得越来越重要,对调节系统可靠性的要求也越来越高。因此对汽轮机调节系统进行故障诊断是十分必要的。本文针对整个汽轮机调节系统,以目前大型机组中广泛使用的数字式电液控制系统（DEH）作为对象进行了研究。首先对DEH系统进行了介绍,分析了系统的结构。依据工作原理分别对DEH的受控对象以及执行机构搭建了其数学模型。分析了调节系统可能出现的多种故障现象,发现DEH中的液压部件出现卡涩是导致多种故障现象的原因。因此对卡涩故障进行了细致的分析,对其进行了建模仿真研究,并介绍了用于监测诊断卡涩故障的方法。在对这些方法进行了优缺点比较以后,确定了通过参数估计对卡涩故障进行辨识诊断的思路。鉴于卡涩故障出现给系统带来的强非线性以及DEH系统的特殊性,决定基于遗传算法对卡涩故障进行辨识诊断。介绍了遗传算法的原理、运算过程以及计算过程中的早熟现象。并针对早熟引入了自适应的多种群遗传算法进行计算。最后对卡涩故障的诊断进行了仿真。确定了研究模型,选择了各种参数,在多个情况下对卡涩故障的诊断进行了仿真,并对结果进行了分析。验证了基于遗传算法的卡涩故障辨识诊断方法的有效性。

关键词：故障诊断汽轮机调节系统卡涩遗传算法

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基于非线性滤波的再入飞行器跟踪研究

基于非线性滤波的再入飞行器跟踪研究

作者：沈国丽哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

目标跟踪技术不论在军事领域还是民用领域都有着广泛的应用,只有精确可靠的跟踪才能有效的对目标实施拦截、打击。本文以弹道式导弹为具体对象,研究了弹道导弹再入段的跟踪问题,主要采用EKF算法和UKF算法两种非线性滤波算法弹道导弹的... 详细信息

目标跟踪技术不论在军事领域还是民用领域都有着广泛的应用,只有精确可靠的跟踪才能有效的对目标实施拦截、打击。本文以弹道式导弹为具体对象,研究了弹道导弹再入段的跟踪问题,主要采用EKF算法和UKF算法两种非线性滤波算法弹道导弹的再入段飞行轨迹进行跟踪研究,并对跟踪系统进行仿真分析。主要完成了以下几个方面的工作:首先,以飞行力学为基础,在一定的假设条件下建立能够准确描述弹道式导弹再入段运动特点的非线性动力学模型,在地理坐标系下建立雷达测量模型,将不同坐标系下的非线性动力学模型和雷达测量模型转换到地心惯性坐标系下。然后,针对此坐标系下的非线性动力学模型和测量模型,分别用EKF算法和UKF算法对再入飞行器的轨迹进行跟踪。其次,考虑弹道导弹再入段具体特点,为了进一步说明滤波器的品质,对同一跟踪系统在其他参数保持不变的情况下加入不同的系统噪声和测量噪声,仿真结果表明,当增大噪声后滤波器仍能保持稳定,但跟踪误差变大。最后,根据系统模型和测量模型对滤波误差的影响,分别对两种滤波器进行不同的平滑处理,提出了两种改进方式。其一,对扩展卡尔曼滤波用拟线性最优平滑滤波方法进行平滑处理。仿真结果表明,在对非线性系统线性化过程中考虑其二阶导数项并把单步的平滑值作为系统线性化时的标称值,能够有效的降低线性化对滤波算法的影响。其二,对不敏卡尔曼滤波用向后平滑滤波的方法进行平滑处理。仿真结果表明以平滑滤波值作为UT变换中采样点及其相应权值产生的基础会进一步提高滤波器的近似精度。

关键词：非线性滤波再入飞行器扩展卡尔曼滤波不敏卡尔曼滤波

基于遗传模拟退火算法的精馏分离序列优化综合

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基于遗传模拟退火算法的精馏分离序列优化综合

作者：何喜辉哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

化工生产中经常要利用精馏塔进行多组分混合物的分离,当组分多的时候,会有很多分离序列,即分离顺序。分离序列不同对应的分离费用也不同。为了节约资源和节省费用,需要寻求最优的分离序列。分离序列的个数随着组分的增加呈现爆炸性增长... 详细信息

化工生产中经常要利用精馏塔进行多组分混合物的分离,当组分多的时候,会有很多分离序列,即分离顺序。分离序列不同对应的分离费用也不同。为了节约资源和节省费用,需要寻求最优的分离序列。分离序列的个数随着组分的增加呈现爆炸性增长,传统方法不适合用于过多组分的精馏分离序列优化综合,应采用智能优化算法对其优化。因此本文采用遗传模拟退火算法对精馏分离序列问题进行优化研究。并分别与基于模拟退火算法和遗传算法的优化结果进行对比。本文用数据结构中的二叉树对精馏分离序列编码,用matlab结构数组的方法实现对二叉树的生成、遍历和编码。采用相对费用函数作为评价函数,以十组分烃类混合物为研究对象,进行精馏分离序列优化综合。对沸点和摩尔流率已知的十组分混合物的4862个精馏分离序列以及对应的相对费用函数先采用枚举法列举,得出最优分离序列和最优分离相对费用,以验证算法的有效性。由于遗传模拟退火算法是遗传算法和模拟退火算法两种方法的有效结合,因此本文先对这两种算法进行研究和应用,包括对连续函数的优化和对精馏分离序列优化。模拟退火算法优化分离序列时,采用与调优法交换相邻分离器类似选取父节点调换方法产生临域函数。遗传算法优化分离序列时,遗传过程中采用双亲繁殖交叉,二叉树拆分、生长变异的方法做遗传操作。遗传模拟退火算法可以有效避免陷入局部最优,而且对参数的要求不苛刻,优化性能和鲁棒性都很高。用此算法对连续函数和精馏分离序列问题优化,首先由初始种群先经过遗传操作产生下一代群体,然后每个个体进行模拟退火过程产生用于遗传操作的下一代群体。把三种优化方法对连续函数和对精馏分离序列的优化结果进行了比较。比较的结果表明,遗传模拟退火算法优化的结果要优于另外两种算法,可以有效应用于精馏分离序列优化综合

关键词：二叉树遗传模拟退火算法精馏分离序列优化综合

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空间信息网络接入安全技术仿真研究

空间信息网络接入安全技术仿真研究

作者：李萌哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

现代战争是一场在陆、海、空、天、电磁等多维领域全面展开的高科技较量,军事斗争的焦点也已经从争夺制海权、制空权转变为争夺制信息权,信息技术迅速成为国防现代化建设进程中被关注的重点。空间信息网络是信息技术在军事领域中的一次... 详细信息

现代战争是一场在陆、海、空、天、电磁等多维领域全面展开的高科技较量,军事斗争的焦点也已经从争夺制海权、制空权转变为争夺制信息权,信息技术迅速成为国防现代化建设进程中被关注的重点。空间信息网络是信息技术在军事领域中的一次典型应用,其对于实时掌握战场态势、实现信息共享、提高指挥效率和提升协同作战能力等方面具有相当程度上的意义,因此受到各国军方的广泛关注。应用在军事领域的空间信息网络所传输的数据大多为关系到战局走向的机要战术数据,故而空间信息网络系统能否最终应用,不仅要依赖于基础设备的研发,也与系统的安全保障能力密切相关。从信息安全理论的角度出发,身份认证则可以看作是几乎所有安全系统的第一道防线,如果没有良好的身份认证体制作为基础和保障,其余的任何技术都是沙上筑楼。所以,对空间信息网络接入安全技术方面的研究具有重大价值。本文的研究内容涵盖了身份认证、入侵容忍等接入安全相关技术。首先通过对国内外发展现状的综述,针对空间信息网络“高度暴露、组网动态性、网络异构性、接入的切换性、通信能力受限、规模大范围广”的特点,提出一套适用于空间信息网络环境的接入安全体系概念模型。继而对该概念模型的每个模块进行细化设计——在EAP-TLS的基础上提出了一种改进认证协议,为保证节点能够进行安全快速地跨域认证设计一种基于多桥CA的信任模型,将入侵容忍技术运用在信任模型的桥CA集群上以提升关键节点的抗毁性和生存能力。最后使用OpenSSL进行算法仿真,通过与一些现有典型协议仿真数据的比较来验证此接入安全体系在空间信息网络中的适用性;以VC和VB为框架搭建分布式可视化仿真平台,进行实时推演和科目演示,并就其在实际中可能受到的攻击进行评估。

关键词：空间信息网络信息安全身份认证信任模型入侵容忍

催化裂化装置旋风分离器内流场数值模拟及优化设计研究

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催化裂化装置旋风分离器内流场数值模拟及优化设计研究

作者：吴圣禹哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着国防工业、交通运输业等部门的迅猛发展,对轻质油品的需求量和产品的质量要求也不断升高。催化裂化加工工艺就是国内外炼油厂中用来改善原油的加工深度以及得到高品质轻质油的一种极为有效工艺流程。而在催化裂化加工工艺中一个重... 详细信息

随着国防工业、交通运输业等部门的迅猛发展,对轻质油品的需求量和产品的质量要求也不断升高。催化裂化加工工艺就是国内外炼油厂中用来改善原油的加工深度以及得到高品质轻质油的一种极为有效工艺流程。而在催化裂化加工工艺中一个重要的设备就是旋风分离器。它是用来将油气中所含的催化剂进行分离回收,以提供循环利用,并且可以保证后续工序的正常进行的设备。对于旋风分离器的研究,在过去主要集中在理论研究和实验的方法来开展的,然而理论研究结合实验的方法周期比较长。近些年伴随着计算流体力学的发展,在理论分析和实验研究的基础上,通过计算机模拟来实现对旋风分离器内部流动细节的研究和结构的优化设计,具有重要的应用价值。本文采用CFD的手段对催化裂化装置中旋风分离器内部流场结构进行模拟研究,深入了解其内部气相流场特性和气固两相流特性,模拟研究了在不同工况下颗粒的分级效率和压力损失等性能,考虑操作参数与结构参数对其性能的影响,并进行结构的优化设计研究,以得到一个适合工作条件下,高分离效率,低压降损失的优化结构。首先,运用RSM湍流模型对催化裂化装置中工作下的旋风分离器内部气相流场进行数值计算,得出内部流动呈现双旋流的特点,并进一步分析内部湍动能的分布和压力的分布规律。其次,在已知气相流场的基础上,运用DPM模型对颗粒的运动轨迹进行模拟计算,深入研究气固两相流的运动规律。并得出小粒径的旋转螺距较小,颗粒运动具有很大的随机性,大直径颗粒,旋转的螺距很大,很快就被捕获。不同的位置入射,下端面入射的粒子最不容易被底流口捕获。最后,研究气流的入口速度以及催化剂颗粒的直径对分离性能的影响规律。并进行结构改进研究,分析具有涡壳式入口结构以及锥形排气管结构的分离特性,并得出各参数之间的相互关系。排气管下口直径为R=300mm的旋风分离器具有最高的分离效率,压力损失居中,属于最优的尺寸。

关键词：催化裂化装置旋风分离器数值模拟气固两相流分离性能

硝酸钠制配过程中pH值的预测控制及仿真研究

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硝酸钠制配过程中pH值的预测控制及仿真研究

作者：马巍哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

pH值是溶液酸度的标度单位。在许多化工生产过程中,pH值的控制品质直接影响相应产品质量和产量,在工业过程控制中占有重要的地位。然而,pH中和过程是一类典型具有强非线性、时变、大滞后特点的复杂过程,针对这些特性很难建立精确的数学... 详细信息

pH值是溶液酸度的标度单位。在许多化工生产过程中,pH值的控制品质直接影响相应产品质量和产量,在工业过程控制中占有重要的地位。然而,pH中和过程是一类典型具有强非线性、时变、大滞后特点的复杂过程,针对这些特性很难建立精确的数学模型。用常规的控制方法,无法对反应的变化过程做快速的、精确的反应,很难对其进行有效控制。预测控制适用于不易建立精确模型且比较复杂的工业生产过程,控制效果好、鲁棒性强。本文基于预测控制理论对腈纶生产中还原剂NaNO3的制配过程中pH值的控制问题进行深入研讨。首先,从pH中和过程的电化学反应机理出发,仔细分析了酸碱中和时离子的反应情况,根据电平衡方程式推导出了一种针对NaNO3制配实验装置的酸碱中和机理模型。根据机理模型利用MATLAB中的Simulink建立了仿真模型,并利用该模型分析了pH中和过程的非线性特点及扰动响应情况。其次,分析了典型非线性模型——Hammerstein模型的结构特点,选取了最简单且应用广泛的以多项式函数描述的模型静态非线性环节的结构,接着运用系统辨识的理论首先对pH中和过程进行了离线的辨识,然后采用了具有遗忘因子的渐消记忆的递推最小二乘的方法对pH中和过程进行在线自适应辨识去改变Hammerstein模型的动态线性环节参数。最后利用合理参数,运用模型预测控制策略对被控对象进行实时控制仿真。并与传统PID控制在控制效果上进行了比较。结果表明基于Hammerstein模型的预测控制器对于NaNO3制配实验装置的pH中和过程控制有较快的响应时间、较小的超调量和稳态误差,较好地解决了pH值非线性控制的问题。

关键词： pH中和过程 Hammerstein模型参数估计预测控制

基于SVM的常压塔石脑油干点软测量建模研究

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基于SVM的常压塔石脑油干点软测量建模研究

作者：李昂哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

常减压装置是炼油加工的龙头,其生产的平稳性对石油产品的质量和收率有重要的影响。石脑油是常压塔的主要产品之一,干点值是衡量石脑油质量的一个重要参数指标。通过现有测量手段难以得到干点的实时测量值,本文旨在通过采用软测量技术... 详细信息

常减压装置是炼油加工的龙头,其生产的平稳性对石油产品的质量和收率有重要的影响。石脑油是常压塔的主要产品之一,干点值是衡量石脑油质量的一个重要参数指标。通过现有测量手段难以得到干点的实时测量值,本文旨在通过采用软测量技术得出石脑油干点的实时监测信息。具体工作包括变量选择、数据处理、软测量建模和模型校正四个部分,其中软测量建模是本文工作的核心内容。支持向量机(SVM)是一种专门研究小样本情况下机器学习规律的理论。本文首先从支持向量机的理论研究、算法改进、核函数及其参数选择、扩展支持向量机四个方面,详细讨论了支持向量机的现状和发展方向。然后利用标准支持向量机非线性回归的方法对石脑油干点进行软测量建模,并对得到的结果进行相关的分析。结果表明:使用标准支持向量机回归的方法,能够在满足一定工艺要求的精度内达到石脑油干点的在线估计的目的,是软测量建模的有效方法。运用最小二乘支持向量机回归方法对石脑油干点进行软测量建模,并将得到的结果与标准支持向量机得到的结果进行比较,比较结果显示:最小二乘支持向量机同样能满足干点估计的要求,也是软测量建模的有效方法,而且最小二乘支持向量机学习速度快、精度高,在相同样本条件下,比标准支持向量机具有更好的模型逼近和泛化能力。针对最小二乘支持向量机缺少“稀疏”性的缺陷,本文做了一些改进,并进行了相关的仿真分析,使其具有了“稀疏”特性。又引入主元分析法对输入数据进行预处理,使输入数据更易于处理,模型运算速度更快,并且应用主元分析后得到的训练集进行了软测量的建模,建模结果表明:虽然训练数据减少了,但是泛化精度却提高了,说明了所提出方法的有效性。最后校正了软测量模型,并针对校正后的模型进行仿真,将得到的结果与未进行校正的结果比较,结果表明大部分点经过模型的校正之后显示出更好的逼近效果,模型整体精度上也有所改进。

关键词：石脑油干点软测量建模支持向量机最小二乘支持向量机

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自热再生技术在原油蒸馏装置中的应用研究

自热再生技术在原油蒸馏装置中的应用研究

作者：陈昱珍哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着社会经济的不断发展和人类居住环境的不断恶化,人们越来越重视能源问题和环境问题。环境又与能源息息相关,有许多环境问题是由于能源的不合理利用造成的,所以要从根本上解决能源问题,除了寻找和开发新能源,节能减排就成为目前最直... 详细信息

随着社会经济的不断发展和人类居住环境的不断恶化,人们越来越重视能源问题和环境问题。环境又与能源息息相关,有许多环境问题是由于能源的不合理利用造成的,所以要从根本上解决能源问题,除了寻找和开发新能源,节能减排就成为目前最直接有效的重要举措。纵观现全球能源格局,石化行业可谓是主要耗能行业之一,石油作为不可再生资源被急剧消耗,炼油排放的温室气体给环境也造成了巨大的压力。而目前国内的炼油厂平均能耗水平与国际存在较大的差距,一直具有能耗普遍偏高的现象。其中,原油蒸馏过程作为炼油厂必不可少的第一道工序,同时也是用能大户,主要的能量消耗和气体排放都发生在原油蒸馏过程的加热炉中,所以为了我国石化行业系统能量的优化,针对原油蒸馏过程节能减排的研究具有十分重要的意义。为了实现上述目的,本文选择了近年由日本东京大学Kansha教授等人自主研发的节能技术——自热再生技术(Self-Heat Recuperation Technology)进行研究,并应用于原油蒸馏过程的节能设计。因为该技术特点就是通过使用压缩机和换热器,过程的热在过程内循环,无需额外的热源,这一特点十分适用于加热炉能耗过高的原油蒸馏过程,之后对该技术应用于原油蒸馏过程展开更为深入的研究,对实际的炼厂和后续的节能改造研究提供参考价值和借鉴意义。本文主要研究内容包括以下几个方面:一、首先针对自热再生技术的原型进行阐述,然后采用传统?分析法和新兴的分析方法进行节能原理分析,并对比两种分析方法的不同之处,深刻理解了自热再生技术的节能关键在于不可逆性的减小。二、描述原油蒸馏工艺流程,首先建立传统原油蒸馏过程的简化模型用作改造的基础模型。其次根据真实炼厂情况,建立热回收原油蒸馏模型用于对比。最后由于传统原油蒸馏模型侧线多,流股复杂,为更好发挥自热再生技术的特点,将传统原油蒸馏模型进行等价拆分,拆分为2大模块分别为预闪蒸塔模块和常压塔模块,其中常压塔模块沿汽提塔拆分为串联的4个简单塔,再分别独立进行自热再生设计,如此建立好自热再生原油蒸馏模型。三、确定出自热再生原油蒸馏过程各个模块所需的最小压比,最终仿真得到三种不同过程的模拟结果进行对比分析。结果显示自热再生技术节能效果显著,对比传统过程和热回收过程分别可以节省83%和69%以上的能耗,即使考虑了发电效率,也能分别实现每年节省近十万和两万吨的标准煤,可以减少大量的CO2排放。随后对模型当中的重要参数如最小换热温差、压缩机等熵效率进行灵敏度分析。最后对自热再生原油蒸馏过程进行经济性分析,发现压缩机的装置成本及维护费用高昂,虽然燃料的节省使运行成本下降,但考虑到炼厂前期投资成本的回收,自热再生技术的工业应用仍需要更进一步的考虑和权衡。

关键词：自热再生原油蒸馏过程设计节能

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基于模糊控制的初馏塔底泵流量系统仿真研究

基于模糊控制的初馏塔底泵流量系统仿真研究

作者：徐洪亮哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

常减压装置是炼油加工的龙头,其生产的平稳性对石油产品的质量和收率有重要的影响。由于常减压装置工艺动态频繁,初底泵流量要根据控制要求不断进行调整,因此在初馏塔底泵流量系统上应用先进控制具有重要意义。本课题针对常减压装置初... 详细信息

常减压装置是炼油加工的龙头,其生产的平稳性对石油产品的质量和收率有重要的影响。由于常减压装置工艺动态频繁,初底泵流量要根据控制要求不断进行调整,因此在初馏塔底泵流量系统上应用先进控制具有重要意义。本课题针对常减压装置初馏塔底泵流量系统进行模糊控制,将智能控制技术与生产控制实践相结合,为装置的流量控制提供理论参考。根据常减压装置的实际工艺技术规程,首先分析常压炉的出口温度这一常减压装置关键参数。影响炉出口温度控制质量的参数主要是炉子进料的流量、温度及燃料压力。上述参数的扰动将导致炉出口温度的波动,影响常压塔操作的稳定。其中,进料总流量波动时,各支路的流量及炉出口温度不平衡,影响炉子的使用寿命,破坏工艺指标,严重时影响安全生产。从而表明了对初底泵流量进行控制的重要性。针对初馏塔底泵流量控制系统为高度非线性强耦合系统这一控制难点,首先选择合理的输入量体现系统的工艺和节能需求。然后在建立系统的简化数学模型后,提出了采用模糊控制思想对底泵流量控制器进行设计的解决方案。利用成熟的工艺控制经验以及对过程的认识和理解,建立合理的模糊控制规则,并在实验中不断调整模糊控制器的重要参数。最后对控制系统进行仿真分析,模糊控制器在初底泵流量环节上的应用,相对于常规PID控制方法,系统的流量超调量更小,动态响应较快且平稳,对被控对象参数适应力强,具有更好的鲁棒性。系统在有干扰及流量需求发生改变的情况下,流量输出基本不受外界干扰的影响,系统的稳态精度高,动态特性好,适用于对精度要求较高的初馏塔底泵流量控制。在底泵流量系统中应用模糊控制器,改善了系统的控制质量,满足了生产大系统对工艺的要求并达到一定的节能目的,具有良好的应用效果。

关键词：初底泵流量系统模糊控制