丁烯洗涤塔的进料与洗涤水比值控制系统优化

丁烯洗涤塔的任务是用洗涤水除去丁烯馏分所夹带的微量乙醇。为了保证洗涤质量，要求根据进料量配以一定比例的洗涤水量。为此，构成单闭环比值控制系统原理如图6-7所示。

图6-7 丁烯洗涤塔进料与洗涤水的比值控制

图6-8 单闭环系统Simulink仿真图

采用系统辨识的方法得副流量对象（洗涤水）的数学模型近似为二阶惯性加纯滞后，即G（s）＝5e^-8s/[（25s+1）（s+1）]，采用Repeating Sequence Stair阶梯序列信号来模仿主动量的变化，其参数输出幅值矢量和采样时间分别设置为[42431]和100，两流量的比值为5。从工艺要求考虑从动量控制器选择为PI控制规律，单闭环系统Simulink仿真图如图6-8所示。采用工程整定法得PID控制器的参数K_P＝0.568，T_I＝126，从动量单闭环系统在的阶跃响应曲线如图6-9a所示。

此时系统的超调量高达52％，为了使从动量能迅速、准确地跟踪主动量变化，应将从动量回路的过渡过程整定成非周期状态为最佳，此时K_P＝0.27，T_I＝91，系统的输出响应曲线如图6-9b所示。(www.xing528.com)

单闭环比值控制系统从动量受幅值为0.3的随机干扰时Simulink仿真框图如图6-10所示，主动量仍采用Repeating Sequence Stair阶梯序列信号来模仿。

图6-9 从动量单闭环系统的输出响应曲线

图6-10 单闭环比值控制系统Simulink仿真框图

单闭环比值控制系统的输出响应曲线如图6-11所示，图中从上到下依次为主动量的设定信号、从动量的干扰信号及从动量跟踪主动量的变化曲线。由图可见从动量能较好地跟踪主动量的变化而变化，并基本维持比值5，有效地克服了从动量扰动的影响。