预测控制在啤酒糖化温度控制中的研究与应用

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1、青岛科技人学硕十研究生学位论文预测控制在啤酒糖化温度控制中的研究与应用摘要从80年代初至现在，经过近20多年的快速发展，中国啤酒工业已经取得了令人瞩目的成就。不仅在产量方面跃居世界第二位，而且在质量，技术、装备水平等方面也都有了较大幅度的提高，充分显示了我国啤酒工业强劲的发展势头．但是，同世界先进技术相比，我国啤酒行业还存在一定差距。尤其是自动化控制水平低，产品质量不稳定。为此，本文从工程实际出发，以某啤酒厂生产流程中的糖化工艺温度控制为研究对象，研究并设计啤酒糖化温度控制系统，以提高糖化温度控制水平。糖化工艺中温度控制对象存在大惯性滞后，而且工艺要求实际温度无超调地

2、快速跟踪工艺曲线并能快速的抑制干扰，常规的控制算法难以满足这些要求．在控制算法的选择上，首先分析了预测控制中动态矩阵控制算法的特点，论证了采用动态矩阵控制算法对温度实施控制的可行性。为了优化工艺曲线跟踪速度，对该控制方法进行改进，将动态矩阵控制与Bang—Bang控制相结合，设计了复式最优控制算法。仿真结果表明，该控制方法与常规PID控制和单纯动态矩阵控制相比既具有较快的随动跟踪性能和较高的精度又无超调，而且在抗扰动性能上优于常规PID控制，还可以在满足工艺要求的同时缩短糖化时间。最后对啤酒糖化温度控制系统的软硬件进行了设计，实现了啤酒糖化温度的自动控制。该系统实现方

3、法简单，不仅具有重要的理论意义，而且有很高的使用价值。关键词：啤酒糖化温度动态矩阵控制复式最优控制PLC预测控制在啤酒糖化温度控制中的研究与应用STUDYANDAPPUCAToNOFPREDICTIVECONTRoLINBEERSACCHARIFICAnONTEMPERATURECONTRoLABSTRACTFromtIle1980’son．theChinesebrewagehasachievedexcellentSBCCe．鹤duetothesemorethantwentyyears’development．Theproductionisthesecondinthe

4、word．11lequality,technique,andequipmentaredeveloped80fastthatourbrewageindustrywillhaveagoodfuture．However,comparedwiththeadvancedtechniqueintheworld，weshouldmakegreatefforttodosomethingmore．EspeciallytheautomaticdegreeinthewholeprocessisIower,andtheproductqualityisle鹳steady．Thus．mispap

5、erputsthebeersacchadficationtemperaturecontrolintoacertainbrewery勰studyobject．111esaccharificationprocesshasgreatinertialag，andthetechincforbreweryneedsitscontroltmckthesetcurvefastwithnon-overshootandsuppressthedisturbancefast．11leconventionalPmcbntrolalgorithmapparentlycan’tsatisfvthe

6、demands．Basedontheabove．thebeersaceharificationternlpemturecontrolsystemisstudiedanddesigned．Forthecontrolalgorithm，thispaperadoptsthePredictiveContr01．ByanalyzingthecharacteristicsofDynamicMatrixControlalgorithminPredictiveControl，provesthefeasibilityfirst．Inordertooptimizethetrackingc

7、urve，theimprovedCompoundoptimalControlalgodthmbycombinedDynamicMatrixControlandBang-BangControlispresented．口1esireulationshowsthatthemethodnotonlyhasfastertrackingcapability,highercontrolaccuracyandrioovershootcomparedwiththellOl'malPIDcontrolandDynamicMatrixControlonly,butalso