基于锌电解过程机理模型的酸锌浓度控制策略.pdf

No．12 第64卷第12期 化工学报 V01．64 CIESC December2013 2013年12月 Journal 基于锌电解过程机理模型的酸锌 浓度控制策略 公衍海，张威，熊智华 (清华大学自动化系，北京100084) 摘要：锌电解过程是一个典型的大惯性系统，电解槽的酸锌浓度往往难以控制。提出了基于锌电解机理模型的 酸锌浓度前馈一反馈控制方法，以克服电流密度、进液浓度工艺参数的扰动。首先在Scott等提出的锌电解机理 模型基础上，估计了传质系数等关键参数，得到了锌电解能耗模型，再加入电解槽酸锌浓度的物料动态平衡模 型，从而建立了较完整的锌电解过程仿真模型。针对电流密度变化、进料中锌浓度波动等扰动引起电解液酸锌 浓度变化的情况，提出了电解液锌浓度的前馈一反馈控制策略，其中反馈通道采用PID控制，而前馈通道的增益 直接由机理模型计算得到。最后以仿真模型为对象验证了该控制策略，仿真结果表明该方法简单有效。 关键词：电解；能耗模型；动态仿真；前馈控制 n．0438—1157．2013．12．019 DOI：10．3969／j．iss 803．27 中图分类号：TF 文献标志码：A Zinc-ionconcentrationcontrolbasedonmechanicalmodelof zinc electrowinningprocess GONG Zhihua Yanhai。ZHANGWei，XIONG 100084，(冼i九口) (DPpnr￡优已咒fo，AM￡o，na￡io挖，ni扎g^“nU咒i伽rsi￡y，BP巧i，zg Zinc isa sozincionandacid Abstract： electrowinningprocess typicallargetime_delaysystem， ion concentrationaredifficulttocontr01．Toovercomethefluctuationsofcurrent andzinc density concentrationinthe feedforward—feedbackcontr01 basedonthemechanismmodelofzinc feed， strategy is basedonthemodel the suchasthemass used．First， Scott， electrolytic givenby keyparameters