本科毕业设计（论文）
pH中和过程PID控制
刘飞飞
燕 山 大 学
2009年6月
I
本科毕业设计（论文）
pH中和过程PID控制
学院（系）：里仁学院 专 业：自动化 学生 姓名：刘飞飞 学 号：051203011012 指导 教师：唐英干 答辩 日期：2009年6月17日
II
燕山大学毕业设计（论文）任务书
学院：电气工程学院 系级教学单位：自动化系 学 学生 专 业 051203011012 刘飞飞 自动化1班 号 姓名 班 级 题目名称 pH中和过程PID控制 1.理工类：工程设计 （ √ ）；工程技术实验研究型（ ）； 题 目 题目性质 理论研究型（ ）；计算机软件型（ ）；综合型（ ） 2.管理类（ ）；3.外语类（ ）；4.艺术类（ ） 题目类型 题目来源 1.毕业设计（ √ ） 2.论文（ ） 科研课题（ ） 生产实际（ ）自选题目（ √ ） pH中和是化工行业中的一个基本工序，实现该过程的自动控制可以减少工业酸主 性和碱性污染物的排放，能有效地保护环境。该过程是一个典型的非线性系统，要 传统的PID控制效果不是很理想。本次设计要求采用PID控制实现pH中和过内 容 程，设计相应的控制器，给出参数整定方案，并进行仿真研究。 基 1、了解pH中和过程的机理，系统动态方程 本 2、学习非线性PID控制原理 要 3、将非线性PID控制原理用于pH中和过程，设计控制器，并进行仿真研究 求 参 1、王叔青等，工业过程控制工程，化学工业出版社 考 2、Matlab仿真相关书籍 资 料 3、文献资料若干 周 次 第1～4周 第5～8周 第9～12周 第13～16周 应 完 成 的 内 容 第17周 查阅相关资学习Matlab仿真学习继电器整理实验结撰写并修改毕业反馈整定原果，料，熟悉pH知识 撰写毕业论文，并完成讲中和过程的相关知识 理并设计控制器，用Matlab实现 论文 解图，准备答辩 指导教师：唐英干 系级教学单位审批： 职称： 副教授 2009年1月6日 年 月 日
I
摘要
摘要 pH过程在工业生产中非常普遍，大量化工过程都需要对其化学反应过程中的pH值进行控制。其广泛存在于化工、生物工艺、污水处理、发电等工业中，对这一过程进行良好的控制有着十分重要的意义。
由于pH过程的高度非线性和滞后性，一直是控制界的难点。pH值的控制在化工生产过程中并非易事。本文针对这一问题进行了研究分析，对pH 值中和过程的机理模型做了简单描述。介绍了酸碱中和过程pH值的变化特性，并介绍了几种控制方法，包括常规的PID控制、补偿控制，以及比较先进的智能控制方法。本文主要分析了pH值曲线的非线性特点，并介绍了近年来应用于pH过程控制的非线性控制理论和方法，然后根据pH值控制的特点重点介绍了对pH过程使用非线性PID控制设计。这种设计能较好的处理pH过程的非线性。以及通过继电器整定方法自动地改变控制器整定参数的方式与方法，给出了系统的控制框图，并进行Matlab仿真研究。
关键词 pH的中和；非线性控制；PID控制；继电器反馈整定
I