高压饱和气体制备系统饱和室多变量控制研究.pdf

2012 年 第 21 卷 第 3 期 计 算 机 系 统 应 用 ① 高压饱和气体制备系统饱和室多变量控制研究 王文华，何建忠，孙 权 (上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093) 摘 要：高压饱和气体制备系统的饱和室出口压力、流量和温度调节系统是一个相互耦合的三输入三输出系统。 针对以上特点采用部分解耦控制策略，压力—流量调节子系统采用静态解耦的专家控制方式，温度调节子系统 采用串级模糊 PID 控制方式。通过仿真试验证明这种控制策略能够获得良好的控制效果。 关键字：多变量；静态解耦；专家控制；串级控制；模糊PID Multi-Variable Control of Saturator in High Pressure Saturated Air Preparation System WANG Wen-Hua, HE Jian-Zhong, SUN Quan (College of Optical-Electrical and Computer Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China) Abstract: The outlet pressure, flow and temperature regulating system of saturator in pressure saturated air preparation is a three-input three-output coupled system. The partial decoupling control strategy is presented according to the characters. The expert control strategy with static decoupling is proposed in the pressure and flow regulating subsystem. The cascade fuzzy PID control strategy is proposed in the temperature regulating subsystem. The result of simulation proves good control effect of this control strategy. Key words: multi-variable; static decoupling; expert control; cascade control; fuzzy PID 湿度是一个重要的环境参数，湿度仪器仪表广泛 解耦的专家控制，温度调节子系统采用串级模糊 PID 用于航空航天、微电子、原子能、石化、电力、气象、 控制。 仓储等领域。随着现代科学技术和国民经济的快速发 展，对湿度的测量和控制的要求也日益提高，建立高 1 系统对象研究与分析 1.1 饱和室及工艺描述 水平的国家湿度计量标准装置就显得非常重要和迫切 [1-3] 。高压饱和气体制备系统便是为建立高水平湿度计 高压饱和气体制备系统是采用预饱和器加饱和器 的结构，气体在经过预饱和室达到90%-95%的湿度后 量标准装置提供压力、流量和温度可控的高压饱和气 进入饱和室（如图 1 所示），在饱和室降低一定温度后 体。饱和室是高压饱和气体制备系统的核心部分，也 达到 100%饱和。饱和室采用“迷宫式”结构，气体从管 是整个系统控制的难点。 的一端分三路进入相互隔离的螺旋形通道。通道位于