來源：《電子技術應用》

無毒提金新工藝中控制反應液ｐｈ值

的智能復合控制算法 摘要：介紹了一種應用于無毒提金新工藝中反應液ｐｈ值控制的智能復合控制算法。 關鍵詞：反應液ｐｈ值 智能復合控制

隨著科學技術和生產的迅猛發(fā)展，各個領域對自動控制的要求不斷提高，以單純數學解析結構為基礎的控制理論，其局限性日益明顯，對于一些大型、復雜和不確定的對象，難以用精確的數學模型描述。即使一些對象能夠建立起數學模型，結構也往往十分復雜，難于設計和實現有效控制。近年來十分熱門的自適應、自校正控制雖然能在一定程度上解決不確定性問題，但其本質上仍然要求對象模型的在線辨識，故算法復雜、運算量大，應用范圍受到限制。實際上，任何一個有效的工業(yè)控制設計，都不能由控制理論單獨解決，都隱含著人的直覺推理。原有控制理論單純的數學結構難以處理有關對象的一些定性信息，而單純運用人的經驗知識、技巧和直覺推理，也難以滿足對復雜控制系統(tǒng)的設計要求。

假如將人的經驗知識、技巧和直覺推理與控制理論相結合，把它作為控制理論解決復雜生產過程的一個補充手段，將使控制理論解決復雜生產過程有一個突破性進展。這種將人的經驗知識直接參與生產過程的控制系統(tǒng)，稱為智能控制系統(tǒng)。

無毒提金工藝過程是一個復雜的物理化學過程，由于這一工藝過程千變萬化，干擾不同，對各個參數的要求不盡相同。如果控制模型過于簡單，則導致系統(tǒng)超調量大、調節(jié)時間長，造成各個參數不穩(wěn)定，這些都嚴重影響無毒提金工藝的生產效率的提高。因而，國內外學者對無毒提金工藝及設備的自動控制曾做了大量工作，以期能實現低能耗和高效率的目標。常用的控制方案歸結起來不外乎以下幾種：

（１）自適應控制（包括模型參考自適應控制和自校正控制）方案；

（２）最優(yōu)控制方案；

（3）ｐｉｄ控制（包括各種變型ｐｉｄ控制）方案。

自適應控制方案從理論上講是較先進的控制方案，但它基本上適用于工況比較穩(wěn)定的工藝過程。而無毒提金工藝過程各參數相對很難穩(wěn)定，各參數將在某一值附近頻繁變化，最需要有效的控制。否則，對無毒提金攪拌設備控制的經濟效果并不明顯，控制將無多大的意義。

最優(yōu)控制方案是用得最多的一種方案，它是在已知系統(tǒng)高階狀態(tài)方程后通過線性化和降階處理，得出一個較精確的低階狀態(tài)方程，然后以快速性和系統(tǒng)超調作為控制性能指標，應用最大值原理，得出最佳控制規(guī)律。這種控制策略在系統(tǒng)狀態(tài)方程精確已知時，控制效果很好。

ｐｉｄ控制雖然控制方法較簡單，但它在無毒提金攪拌設備各個控制參數變化比較頻繁的控制系統(tǒng)中較為實用、可靠。實踐經驗表明，在參數選擇合適的情況下，ｐｉｄ控制性能幾乎同最優(yōu)控制效果一樣，有些性能甚至更好些。ｐｉｄ控制需要檢測的參數全是電量，而電量的檢測遠比熱量、溫度和化學成分的檢測容易得多，亦容易實現。但ｐｉｄ控制具有超調大、參數較難確定、對擾動恢復慢等缺點。

綜合上述分析的種種情況，針對無毒提金工藝過程的工況要求和各個參數的特點及存在的各種干擾情況，在深入分析其機理的基礎上，將最優(yōu)控制、模糊控制、ｐｉｄ控制結合在一起，作者提出一種具有快速性和靈敏性的智能復合控制方案。

該控制方案既對ｐｉｄ算法加以了改進保留，如在傳統(tǒng)ｐｉｄ調節(jié)中加入新的微分積分作用，對給定值與測量值變化造成的偏差分別采用不同的調節(jié)方式等，又加入了一些模糊調節(jié)算法的規(guī)則。在偏差大時，希望攪拌設備控制系統(tǒng)各控制參數能快速跟隨調整，而對控制精度要求相對降低，所以擬采用快速ｐｉｄ控制方案；當偏差趨小時，為了減小超調量，提高系統(tǒng)的控制精度，擬采用模糊控制為主、最優(yōu)控制為輔的控制