間歇反應釜溫度建模與狀態估計方法研究

間歇反應釜廣泛用于精細化學品、生物化學品、藥品和食品等生產量少、附加值高的產品生產行業中。在當今競爭激烈的市場中,保證一致的高品質產品、提高批量操作的性能是一種必然趨勢。溫度控制在間歇聚合反應過程中至關重要,產品產量多少和質量的好壞取決于反應過程溫度控制的準確程度。為了優化系統的運作,達到*的控制性能,一個準確的間歇反應釜溫度模型是*的。 首先,本文分析了間歇反應釜裝置、聚合反應工藝流程和間歇反應釜系統體系結構。其次,根據間歇聚合反應特點和反應釜溫度建模的難點確定了溫度建模方法。間歇反應釜溫度模型建立在聚合反應過程機理分析基礎上。根據傳熱學中傳熱、散熱和熱量平衡原理,分別建立了間歇反應釜預熱升溫階段、恒溫反應階段、冷卻回收階段溫度模型。預熱階段運用分布式建模方法建立了釜溫和加熱棒加熱功率的關系模型,并根據傳熱學中的熱路分析得出反應釜傳熱系數的值；恒溫階段建立釜溫和冷卻水流量的關系模型,模型參數估計通過利用階躍響應,復合辛普森算法對輸出多次積分以及zui小二乘法來實現；降溫階段利用傳熱、散熱原理建模,并對熱量損失進行計算。三個模型的精度驗證通過實驗法實現,仿真結果表明模型誤差均在允許誤差范圍內。zui后,在此基礎上,運用強跟蹤濾波算法對恒溫階段模型進行狀態估計,實驗結果表明,該算法能對實際系統保持狀態跟蹤。