啤酒发酵装置中温度控制系统的应用研究

啤酒发酵过程是一种典型的具有大时滞性和时变不确定性的工业过程。一般控制方式在此过程中不能达到理想要求，因此设计出一种既方便可行又满足啤酒发酵过程温度控制要求的智能算法具有十分重要的意义。本文以实验室的小型啤酒生产装置作为基础，主要的工作内容如下。
　　针对该问题中的大时滞问题应用Smith预估策略，消除滞后因素影响，提高系统的响应速度，并进行理论证明。同时又引入2-DOF控制策略进行改进，提高干扰抑制能力。但是该系统同时具有时变不确定性，当模型系统中的滞后时间系数与实际值不符时，原本稳定的系统将会出现振荡甚至无法达到稳定状态。而啤酒发酵过程的时刻受到环境、设备和微生物活性等因素的影响，精确的系统模型很难建立。因此该方案不适合应用到实际生产。通过对Fuzzy思想的借鉴，结合工业工程中常用的PID控制设计出一种多模态的控制方式M-PID控制。该方式全面考虑了整个工艺曲线的要求，针对偏差和偏差变化率的不同趋势来切换不同的PID参数及作用强度。在不同的时滞参数下进行仿真，仿真结果满足了发酵过程控制要求。
　　通过VB6.0实现控制算法、通信协议及实时温度曲线的绘制等功能。在实际生产验证了M-PID的可行性，并提出了变温制冷的改进策略。