连続连続タンク仪器

ここで取り上げるプロセス，低変换率から高度（高残留浓度から低残留浓度浓度への迁移中间の搅拌タンク热暴走を防ぐためにの温度を制御しなけれなりませんんなけれなりませませませませ制御なりませませ非形形，変换率高くにつれて形でありから不安へ，そして安妮に戻るいうようにするという事実によって复雑になります。反応器のダイナミクスはs金宝appimulinkででモデルさます。CR.および反応器材のTR.であり，操作物は反応の冷却被覆循环する水の温度TC.です。

Open_System（'rct_cstr_ol'）

8.57 kmol / m ^ 3の残留浓度から迁移し，最初最初2 kmol / m ^ 3までダイナミクスます残留浓度CR.にに伴って変変変するするを理解するにに，8.57から2の间のCR.の5つの​​値について平均条件求め，各平衡のプロセスダイナミクス形衡化します。

Creq = Linspace（8.57,2,5）';％浓度treq = zeros（5,1）;％反应器温度TCEQ =零（5,1）;％冷却剂温度％指定修剪条件opspec = operspec（'rct_cstr_ol'5）;为了k = 1：5％设定所需的残余浓度OPSPEC（k）.outputs（1）.y = CREQ（k）;opspec（k）.outputs（1）.known = true;结尾％计算平衡条件和日志相应的温度[op，报告] =查找（'rct_cstr_ol'，opspec，......findopoptions（'displayReport'那'离开'））;为了k = 1：5 treq（k）=报告（k）.outputs（2）.y;tceq（k）= op（k）.inputs.u;结尾修剪条件下的％线性化过程动态g =线性化（'rct_cstr_ol'那'rct_cstr_ol / cstr'，op）;g.inputname = {'cf'那'tf'那'tc'};g.outputname = {'CR'那'tr'};

各平衡点における浓度关有关系者と冷却水の温度をプロットし。

子图（311），情节（CREQ，'b- *'），网格，标题（'残留浓度'），Ylabel（'Creq'）子图（312），绘图（treq，'b- *'），网格，标题（'反应器温度'），Ylabel（'treq'）子图（313），绘图（TCEQ，'b- *'），网格，标题（'冷却温度'），Ylabel（'tceq'）

开ループ制御は，CR.= 8.57とCR.= 2の平等间隔をに迁移する，上记の冷却水温度のに従うことででされ従う，この戦略は，中间の范囲で反応は不安であり，热暴走を防ぐには适切に冷却しなければならないと事実によってによって失败しますこれは，上记で取り上げた5つの平等点の形されたモデルの极検查するで确认されます（5つののうちれます（5つののうち3つが不安全）。

杆（g）

ANS（：，：，1）= -0.5225 + 0.0000i -0.8952 + 0.0000i ANS（：，2）= 0.1733 + 0.0000i -0.8866 + 0.0000i ANS（：，3）= 0.5114 + 0.0000i-0.8229 + 0.0000i ANS（：:,4）= 0.0453 + 0.0000i -0.4991 + 0.0000i ANS（：，:,5）= -1.1077 + 1.0901i -1.1077  -  1.0901i

ボード线図は，CR.= 8.57からCR.= 2に迁移する间の，プラントダイナミクスにおける大厦変変强调表示表示れます。

CLF，BODE（G（：，'tc'），{0.01,10}）

フィードバック制御戦略

残留残留浓度を低ささせながら热暴走を防ぐには，フィードバック制御を使使て，残留残留CR.とと器温度TR.の测定値を基于水温度TC.を调整します。このこののの合，内侧のループが反応器の温度を调整ててのループが浓度の点をするカスケード制御アーキテクチャををを。サンプリングサンプリング周のです。

Open_System（'rct_cstr'）

ターゲット浓度奶油はT= 10での8.57 kmol / m ^ 3からt = 36での2kmol / m ^ 3へととします（迁移は26秒）。反応器の温度に対応するプロファイルtrは，平面化解析から平等値历史赛をを内插することででされれれれはは，CR.= 8.57の结合の初衡値TCEQ（1）= 297.98に対して，冷却水温度调整DTC.ををします。最初最初，“浓度控制器”ブロックブロックの力TRSP.が反応器材の温度ににして，调整DTC.ははゼロ，冷却水温度TC.が平衡値TCEQ（1）

clf t = [0 10:36 45];C = Interp1（[010 36 45]，[8.57 8.57 2 2]，T）;子图（211），绘图（t，c），网格，设置（gca，'ylim'，[0 10]）标题（'目标残留浓度'），Ylabel（'奶油'）子图（212），绘图（T，Interp1（CREQ，TREQ，C））标题（'平衡时相应的反应器温度'），Ylabel（'tref'）， 网格

制御制御的

TuningGoal.まず，オブジェクトオブジェクト使使てて设计取得取得します。CR.は约5分の応答时间でで点奶油に従う必要があります。

r1 = tuninggoal.tracking（'奶油'那'CR'5）;

内侧のループ（温度）は，必要必要に足るダンピングととに速い减衰によって反応の定定ささせる必要必要ありありあり

Mindecay = 0.2;造白= 0.5;％循环与外环打开的闭环磁极r2 = tuninggoal.poles（'tc'，思维，造版）;r2.openings =.'trsp';

コントローラーコントローラー力で速率限制ブロックブロック，冷却水温度TC.が1次に10度を超える速さで変ないことを指定ししこれコントローラーの影响に対する深刻な制制であり，これレート极限ををを考虑考虑ためため，0.25 kmol / m ^ 3 / minでで化する奶油を観察します。TC.が10度/分を超えるさで変変ないようするには，奶油からTC.へのゲインは10 / 0.25 = 40未満である必要がます。

r3 = tuninggoal.gain（'奶油'那'tc'，40）;

最后に，プラントプラント力TC.において少なくとも7 dbのゲインとと45度の位相余裕が必要ですです。

R4 = TuningGoal.Margins（'tc'，7,45）;

ゲインスケジュールコントローラー

これらの要件を达达成成するはは，piコントローラーを外侧ので，进み补偿器材をのループ使します。サンプリングレートがためため。CR.= 5.28 kmol / m ^ 3 / minでで化学反応を适切安定させるため进み补偿は必要ですです反応のダイナミクス浓度です。1。図1および図2にによう，これは查找表ブロックブロックを使ししてででますれますますれれれれれ金宝appれれれれれれれれれれれれれれれれれれれ

図1：浓度ループのゲインスケジュールpiコントローラー

図2：温度ループのゲインスケジュールスケジュール进み仪器

この値の范囲のはデータのの调整相当ますデータのルックアップののエントリするのではなくのではなくのではなくのではなくのではなくのではなくのではなくのではなくのではなくのではなくのではなくのではなくのではなくのではなくのではなくのではなく〗kp，ki，kt，a，bを，たとえばCR.の二二次项式としてパラメーターパラメーターパラメーターしし

调整调整函数の数が，この方法によってCR.のの动に従うかゲインゲイン迁移が确保されれますれます。Systune.を使用して，上で计算さたた5つの平等点において要件R1-R4を満たすように，参数を自动的に调整できできできこれこれ，奶油00Tunablyurface.オブジェクトを使使て，各ゲインをCR.の二次关键词パラメーターパラメーターパラメーターしししはははははつのCREQ.に対してに対してされ，二二次パラメーターパラメーター基于相关数量。大约一分之二のゲイン完全同じようにゼロにににようれにいますます。

tuninggrid = struct（'CR'，CREQ）;shapefcn = @（cr）[cr，cr ^ 2];kp = tunballulface（'kp'，0，tuninggrid，shapefcn）;ki = tunballureface（'ki'，-2，tuninggrid，shapefcn）;kt = tunballulface（'kt'，0，tuninggrid，shapefcn）;a = tunablyurface（'一种'，0，tuninggrid，shapefcn）;b = tunablyurface（'B'，0，tuninggrid，shapefcn）;

コントローラーの调整

时间プラントプラント通信を行方法ををするため，z​​ohメソッドを使ために。

ts = 0.5;gd = c2d（g，ts）;

上记で导入された次ゲインスケジュールの调整のためににSLTUNER.インターフェイスを作用成します。ブロックブロックを使使て，非线形プラントを，设计点CREQ.で取得した5つの离散化工线モデルGd.ににます。setBlockParam.をを使用しし，调整可能な关节kp.那ki.那kt.那一种那B.を名录の查找表ブロックに关键词付け。

blocksubs = struct（'名称'那'rct_cstr / cstr'那'价值'，GD）;st0 = sltuner（'rct_cstr'，{'kp'那'ki'那'kt'那'一种'那'B'}，blocksubs）;st0.ts = ts;调谐的％采样时间％登记兴趣点st0.addpoint（{'奶油'那'CR'那'tr'那'trsp'那'tc'}）％参数化查找表块st0.setBlockParam（'kp'，kp）;st0.setBlockParam（'ki'，ki）;st0.setBlockParam（'kt'，kt）;st0.setBlockParam（'一种'，一种）;st0.setBlockParam（'B'，b）;

ここでSystune.を使用しし，要件R1-R4に対しに対しコントローラーを调整できでき。安定余裕要件余裕要件を厳密な制约にししててししししししししししししししししししししししし

ST = SYSTUNE（ST0，[R1 R2 R3]，R4）;

最终：Soft = 1.23，硬= 0.99939，迭代= 198

结果结果の设计はは厳密なを満たし（硬<1），残り残りの要件ををほぼ満たし（1に近い柔软的）。このこの设计を検证するに，奶油各と同じ勾配に対する応答シミュレートしししししははははははははははははははしししししはししはしははははははCREQ.における线応答を示します。

T = 0：TS：20;UC = Interp1（[02 5 20]，（ -  0.25）* [0 0 3 3]，t）;子图（211），LSIM（Getiotransfer（St，'奶油'那'CR'），UC）网格，集（GCA，'ylim'，[ -  1.5 0.5]），标题（'残留浓度'）Subplot（212），LSIM（Getiotransfer（St，'奶油'那'tc'），UC）网格，标题（'冷却液温度变化'）

，物理的制约の范囲内に收まっていること注意して（1分钟10次またはサンプルサンプルあたりててて（1分）。

コントローラーの検证

迁移中に各ゲインがCR.とともにどのようにに変かを検查します。

％访问调谐增益计划TGS = GetBlockParam（ST）;％plot增益配置文件CLF子图（321），ViewsURF（TGS.KP），Ylabel（'kp'）子图（322），ViewsURF（TGS.KI），Ylabel（'ki'）子图（323），ViewsURF（TGS.KT），Ylabel（'kt'）子图（324），ViewsURF（TGS.A），Ylabel（'一种'）子平板（325），ViewsURF（TGS.B），Ylabel（'B'）

金宝appSimulinkでゲインスケジュールコントローラーをするするは，まずwriteblockvalue.を使使し，调整调整をsi金宝appmulinkモデルモデル各各ますます。各これはテーブルのブレークポイントの対応するするゲインの式ををしてててててててててててデータデータゲイン适宜适宜适宜てててて

writeblockvalue（st）

次に[再生]ボタンボタン押して，调整后のゲインスケジュールによるをしし図図図図示し示し示し示し示し示し示し示し示し示し示し示し示し示し示し示し制応答応答适切适切制制制制ののののののののによってを正常に促进します（コントローラーコントローラー力杜は有效な温度変动DTC.と一致）。反応器材の温度がその平等値trの近くに留まることから，コントローラーが热暴走をを防ぎ，平台付近の反応を维持ていることが示さ示されます。

図3：ゲインスケジュールカスケードコントローラー迁移。

matlabでのコントローラーの调整

あるいは，SLTUNER.インターフェイスインターフェイス使にににでで直接スケジュールを调整ことができます。最初最初，上记行ったようにををCR.のの次关关数としてパラメーターパラメーターパラメーターしし。

tuninggrid = struct（'CR'，CREQ）;shapefcn = @（cr）[cr，cr ^ 2];kp = tunballulface（'kp'，0，tuninggrid，shapefcn）;ki = tunballureface（'ki'，-2，tuninggrid，shapefcn）;kt = tunballulface（'kt'，0，tuninggrid，shapefcn）;a = tunablyurface（'一种'，0，tuninggrid，shapefcn）;b = tunablyurface（'B'，0，tuninggrid，shapefcn）;

これらのゲインを使使てpiコントローラーおよびリードリードを作物

pi = pid（kp，ki，'ts'，ts，'不时'那'min'）;pi.u ='ECR';pi.y ='trsp';铅= kt * tf（[1-a]，[1-b]，ts，'不时'那'min'）;Lead.u ='etr';领导.Y ='tc';

连接を使设计て，5つの设计点制御全体の闭ループモデルををコントローラーコントローラー出闭ループモデルを。TRSP.およびTC.を“解析解析”としてマークし，これらの位置でループが开放，安定余裕评価されるします。T0.は，kp，ki，kt，a，bの调整可能なによって，线路モデルモデル5行1列の配列ですて，30秒ごとにさおりおりおり。

gd.timeUnit =.'min';s1 = sumblk（'ECR = CREF  -  CR'）;s2 = sumblk（'etr = trsp  -  tr'）;t0 = connect（gd（:,'tc'），铅，pi，s1，s2，'奶油'那'CR'，{'trsp'那'tc'}）;

最后に，Systune.をを用してゲインスケジュールスケジュールを调整ますます。

T = SYTUNE（T0，[R1 R2 R3]，R4）;

Final：Soft = 1.21，硬= 0.99946，迭代= 229

结果は，上记で取得されたと同様です。T.の调整后ののをを使てCR.の关关节ゲインプロットことことでします。

CLF子图（321），ViewsURF（SetBlockValue（KP，T）），Ylabel（'kp'）子图（322），ViewsURF（SetBlockValue（ki，t）），ylabel（'ki'）Subplot（323），ViewsURF（SetBlockValue（kt，t）），ylabel（'kt'）子图（324），ViewsURF（SetBlockValue（A，T）），Ylabel（'一种'）Subplot（325），ViewsURF（SetBlockValue（B，T）），Ylabel（'B'）

各，Simulinkに戻り応答さらにシミュレーション戻りでをさらにに戻り，ゲインスケジ金宝appュールコントローラー戻り形応答ををスケジュールコントローラーの非形応答をシミュレーションコントローラーできでき形応答をシミュレーション検证において形応答ををシミュレーションにおいて形形ををシミュレーションするにおいて応答