一种氯气投加过程的抗干扰控制方法和系统与流程

技术特征：

1.一种氯气投加过程的抗干扰控制方法，用于对出厂水中余氯含量进行控制，包括：通过余氯分析仪得出出厂水中的余氯含量，并通过PLC控制器传递到上位机数据库中；上位机运行抗干扰控制算法计算得到控制量，并通过PLC控制器控制加氯机来实现氯气投加过程的自动化控制；其特征在于：所述控制算法采用扰动观测器构成的前馈控制器和传统的PID构成的反馈控制器相结合的控制方法，根据扰动观测器的输出和PID控制器的输出共同决定下一时刻加氯机的加氯量，具体计算公式如下：

$X\left(s\right)=N\left(s\right)-{\stackrel{\‾}{D}}_{ff}\left(s\right)---\left(1\right)$

式中，X(s)为氯气流量，N(s)为PID控制器的控制输出，为扰动观测器的输出；

N(s)和表示如下：

$N\left(s\right)=K_p(1+\frac{1}{T_{i}s}+T_{d}s)\left(r\right(s)-Y(s\left)\right)---\left(2\right)$

${\stackrel{\‾}{D}}_{ff}\left(s\right)=F\left(s\right)g_n^{-1}\left(s\right)Y\left(s\right)-F\left(s\right)e^{-{\mathrm{\θ}}_{n}s}X\left(s\right)---\left(3\right)$

式中，K_p为比例系数，T_i为积分时间常数，T_d为微分时间常数，r(s)为余氯量设定值，Y(s)为出厂水中当前余氯量，g_n(s)为过程通道标称模型的最小相位部分，θ_n为标称模型的时延，F(s)为扰动观测器中使用的滤波器。

2.根据权利要求1所述的氯气投加过程的抗干扰控制方法，其特征在于：所述扰动观测器中的滤波器F(s)设计为一个二阶低通滤波器，同时该低通滤波器的稳态增益为1，表示如下：

$F\left(s\right)=\frac{1}{{(\mathrm{\λ}s+1)}^2},\mathrm{\λ}\>0---\left(7\right)$

式中，λ为滤波参数。

3.根据权利要求1所述的氯气投加过程的抗干扰控制方法，其特征在于：所述控制算法是通过上位机IFIX组态软件的后台编程实现，计算出的控制量通过PLC控制器来控制加氯机。

4.一种氯气投加过程的抗干扰控制系统，其特征在于，包括余氯分析仪、加氯机、PLC控制器和上位机，PLC控制器分别与余氯分析仪、加氯机以及上位机连接；其中余氯分析仪用于采样得出出厂水中的余氯含量，并通过PLC控制器传递到上位机数据库中；上位机用于计算得到控制量，并通过PLC控制器控制加氯机实现氯气的投加过程；所述上位机通过IFIX组态软件的后台编程实现加氯机加氯量的计算，具体计算公式如下：

$X\left(s\right)=N\left(s\right)-{\stackrel{\‾}{D}}_{ff}\left(s\right)---\left(1\right)$

式中，X(s)为氯气流量，N(s)为PID控制器的控制输出，为扰动观测器的输出；

N(s)和表示如下：

$N\left(s\right)=K_p(1+\frac{1}{T_{i}s}+T_{d}s)\left(r\right(s)-Y(s\left)\right)---\left(2\right)$

${\stackrel{\‾}{D}}_{ff}\left(s\right)=F\left(s\right)g_n^{-1}\left(s\right)Y\left(s\right)-F\left(s\right)e^{-{\mathrm{\θ}}_{n}s}X\left(s\right)---\left(3\right)$

式中，K_p为比例系数，T_i为积分时间常数，T_d为微分时间常数，r(s)为余氯量设定值，Y(s)为出厂水中当前余氯量，g_n(s)为过程通道标称模型的最小相位部分，θ_n为标称模型的时延，F(s)为扰动观测器中使用的滤波器。