[发明专利]一种基于滑模控制器的隔壁塔控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种基于滑模控制器的隔壁塔控制系统，其特征在于，该控制系统包括安装在隔壁塔的公共精馏段温度灵敏板上的一个二号温度控制器，其另一端连在塔顶冷凝器上，当公共精馏段温度灵敏板的温度变化时，二号温度控制器通过调节塔顶冷凝器的冷凝量来调控温度；

还包括安装在隔壁塔的预分馏段温度灵敏板上的一个一号温度控制器，其另一端连在液相分配器上，当预分馏段温度灵敏板的温度变化时，一号温度控制器通过调节液相分配比来调控温度；

还包括安装在隔壁塔的公共提馏段温度灵敏板上的一个三号温度控制器，其另一端连在塔底再沸器上，当公共提馏段温度灵敏板的温度变化时，三号温度控制器通过调节塔底再沸器的热负荷来调控温度；

还包括安装在隔壁塔的主塔段温度灵敏板上的一个四号温度控制器，其另一端连在中部出料管路上，当主塔段温度灵敏板的温度变化时，四号温度控制器通过调节采出量来调控温度；

隔壁塔的塔顶安装一个压力控制器，隔壁塔预分馏段的进料管路上安装一个一号流量控制器，塔顶冷凝器的回流管路上安装一个二号流量控制器，隔壁塔的塔顶采出管路上安装一个一号液位控制器，隔壁塔的塔底采出管路上安装一个二号液位控制器；

所述滑模控制器通过三条电路分别与塔顶采出管路、中部出料管路、塔底采出管路连接，用来实现对三个组分纯度变化的感应；另外，通过一条导电线与隔壁塔的进料管路的阀门连接，用来实现对进料流量或进料组成变化的感应；其次，还通过三条导电线分别与隔壁塔内部隔壁上部的液相分配器、塔顶冷凝器的回流管路的阀门、塔底再沸器连接，实现对回流比R、液相分配比SPL、再沸器热负荷Q的调节；

所述滑模控制器设置有输入系统、输出系统和数据处理模块，输入系统的输入参数设置有塔顶采出管路出料的摩尔分数、中部出料管路出料的摩尔分数、塔底采出管路的摩尔分数、作为感应干扰变量的进料管路的进料流量，所述输出系统的输出参数设置有塔顶冷凝器的回流管路的回流比R、隔壁塔内部隔壁上部的液相分配器的液相分配比SPL、塔底再沸器的热负荷Q；数据处理模块对输入系统的输入数据进行处理，得出相应的输出数据给输出系统，输出系统将输出数据分别发送给隔壁塔内部隔壁上部的液相分配器、塔顶冷凝器的回流管路的阀门、塔底再沸器，实现回流比R、液相分配比SPL、再沸器热负荷Q的设定；

所述滑模控制器的工作原理为根据被控对象的状态方程设计滑模面，状态一旦到达此滑模面，将以指数趋近方式达到稳定状态，然后设计趋近律求出了滑模控制器的表达，通过滑模控制器使系统状态从超平面之外向切换超平面收束；系统一旦到达切换超平面，控制作用将保证系统沿切换超平面到达系统原点；所述滑模控制器有三个比例系数c、k1、k2，其工作原理为根据被控对象状态方程设计滑模面，数据处理模块的数据处理过程为：首先输入产物摩尔分数x，定义跟踪误差函数e＝x-xd，滑模函数为s＝e+c*e(t)，当s＝0时，有e和e(t)都为0，且是按照指数收敛e(t)＝e(0)e^(-ct)，也就是说当时间趋于无限大时，误差将指数收敛到0，收敛速度取决于c；设置趋近律sats＝sign(s)，然后根据设计的趋近律求出了滑模控制器的表达，控制率u＝((-k1*s-k2*sats+dxd-c*e)*18.11+x)/4.321，通过滑模控制器使系统状态从超平面之外向切换超平面收束，系统一旦到达切换超平面，控制作用将保证系统沿切换超平面到达系统原点，进而通过所述滑模控制器的输出系统调节回流比R、液相分配比SPL、再沸器热负荷Q。

2.根据权利要求1所述的一种基于滑模控制器的隔壁塔控制系统，其特征在于，所述塔顶采出管路出料的摩尔分数、中部出料管路出料的摩尔分数、塔底采出管路出料的摩尔分数通过在线分析仪器测得，在线分析仪器将所测得的结果发送给滑模控制器的输入系统。

3.根据权利要求1所述的一种基于滑模控制器的隔壁塔控制系统，其特征在于，所述塔顶采出管路出料的摩尔分数为目标产物或杂质的摩尔分数，中部出料管路出料的摩尔分数为目标产物或杂质的摩尔分数，塔底采出管路出料的摩尔分数为目标产物或杂质的摩尔分数。