2002年精馏塔非线性鲁棒控制：基于集结模型的简化与应用

本文档探讨了2002年发表的一篇关于"基于集结模型的精馏塔产品质量非线性鲁棒控制"的论文。作者王维波和李树荣来自石油大学信息与控制工程学院，针对二元精馏塔的复杂动态特性，他们应用了奇异摄动方法来降低模型阶数，从而获得一个适用于控制器设计的简化模型。这种方法旨在处理精馏塔建模中常见的模型误差问题。 首先，作者利用了双线性、室间法和集结法等传统模型简化技术中的集结法，构建了一个包含n层理论塔板的精馏塔模型。这个模型假设了塔板间的气体-液体混合完全、滞液量恒定以及饱和液体进料。通过物料平衡方程，作者推导出系统的动态方程。 在考虑模型存在误差和不确定性的情况下，他们设计了一种基于状态反馈的非线性鲁棒控制器。这种控制器的特点是可以抵抗外部干扰和模型不确定性，即使无法实时测量中间状态，也能通过非线性Luenberger观测器实现输出动态反馈，从而实现有效的控制。 论文的关键点在于提出了一种新型的控制器设计策略，它不依赖于精确的数学模型，而是采用鲁棒控制的方法来抵消模型误差的影响。这在实际工业操作中具有重要意义，因为精馏塔这类过程控制系统通常受到环境变化和设备精度限制，而鲁棒控制器能够保证系统在这些条件下仍能稳定运行。 此外，文中提到的关键词包括精馏塔、简化模型、奇异摄动、非线性鲁棒控制，这些都是论文的核心内容。论文的分类号为TP273，表示它属于过程控制领域的研究，文献标识码为A，表明文章质量符合学术期刊的标准。 这篇论文为精馏塔的动态控制提供了一种创新的方法，强调了非线性鲁棒控制在处理模型不确定性方面的优势，对于实际工业过程控制系统的优化具有理论价值和实践指导意义。