自动化专业毕业论文--利用模糊自适应PID控制实现中药提取温度控制.docVIP

摘 要 以某制药厂中药提取系统为研究对象，分析并建立简化的控制模型。针对提取工段温度控制非线性、时变性、纯滞后的特点，设计常规PID控制器以及自适应模糊PID控制器，并且分别对它们进行了仿真。仿真结果表明采常规PID控制存在一定的超调量，经过一段时间的调整能达到稳态值，基本能达到控制要求，在相同条件下，参数自整定模糊PID控制几乎无超调量、上升时间和调节时间短，具有较好的鲁棒稳定性，较常规PID具有非常好的性能。 关键词： 中药提取 模糊自适应PID控制 参数整定 温度控制 ABSTRACT In a pharmaceutical medicine extraction system as the research object, a simplofied analysis and control model. For extracting temperature control units, pure and nonlinear characteristics of conventional lagging PID controller design and adaptive fuzzy PID controller, and to them were simulated. Simulation results show that by the conventional PID control certain overshoots, after a period of adjustment can achieve steady state, the basic control requirements can achieve too. In the same condition, the parameter self-setting fuzzy PID control overshoot and almost no time and adjust the rise time is short, and it has good robust stability, compared with conventiional PID it has very good performance. Keywords: medicine extraction fuzzy adaptive PID control parameter setting temperature control 目 录 摘 要 9 ABSTRACT 10 第1章 绪 论 11 1.1 课题背景 11 1.2 中药提取温度控制方法 12 1.2.1 PID控制 12 1.2.2 参数自适应模糊PID控制 13 第2章 中药提取分析及数学模型建立 13 2.1 中药提取的工艺流程及其控制难点分析 13 2.2 系统数学模型的建立 14 第3章 PID控制器设计 16 3.1 常规PID控制器 16 3.2 PID参数整定 17 第4章 参数自整定模糊PID控制器设计 20 4.1 模糊控制器的结构 20 4.2 控制器设计 21 4.2.1 模糊规则表的建立 21 4.2.2 模糊推理结构的编辑 22 4.3 模糊自整定PID控制器的仿真模型 25 4.4 仿真结果 26 附录 28 结 论 31 参考文献 32 第1章 绪 论 1.1 课题背景 中药提取是将药物有效成分从药材中转移到溶剂的过程，是中药生产过程中重要的单元操作之一。传统的提取工艺对中药浸液进行煎煮，提取率低、有效成分破坏严重、能耗较高，目前，中药行业出现了一些新工艺如中药动态提取、超临界流体萃取、半仿生提取等…，其中，动态提取使系统保持亚沸腾状态，减少了有效成分的破坏和无用成分的溶出，提取率较高，降低了能耗，但对温度的控制的精度要求较高。很多厂家在动态提取过程中的温度控制主要采用常规PID控制和人工经验相结合，但中药提取过程具有非线性、时变性、大滞后等特点，不能建立准确的数学模型，因此，传统的控制方法很难实现提取温度的精确控制，导致提取效率低、产品质量不稳定、原料和能耗大等弊端。 1.2 中药提取温度控制方法 在中药动态提取过程中，温度控制一般采用常规PID控制技术与人工经验相结合，这种方法虽然也能达到控制要求，但是控制效果不如采用参数自整定的模糊PID控制。后者在温度控制过程中能够对参数进行在线调整，控制性能更好。 1.2.1 PID控制 PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。 比例运算（P）　　比例控制是建立与设定值相关的一种运算，并