電加熱反應釜作為制藥生產中實現(xiàn)化學反應的主要設備，在制藥行業(yè)溫 度控制領域，很多系統(tǒng)控制方法設計為常規(guī)PID控制方式和模糊控制相結合的智能控制方式，其控制方法的研究具有非常重要的意義。在實際的化工生產過程中，溫度是工業(yè)生產中常見的工藝參數之一，任何物理變化和化學反應過程都與溫度密切相關。電加熱反應釜的溫度控制占有著極為重要的地位。因此如何對電加熱反應釜內化學反應溫度進行精確、有效的控制，顯得至關重要。然而，由于溫度控制系統(tǒng)的過程復雜多變，具有不確定性，因此溫度系統(tǒng)的要求更為先進的控制技術和控制理論在國外，Minesh利用徑向基函數神經網絡來在線控制連續(xù)攪拌電加熱反應釜系統(tǒng)，此算法有極強的適應性；S.S.Ge提出了神經網絡自適應控制，用多層神經網絡構造隱式反饋線性控制(IFLC)，其優(yōu)點是跟蹤誤差小，對一般非線性系統(tǒng)有良好的控制性能；M．Jalili設計了一種基于對象神經模糊模型的預測控制方法，解決了溫度大時滯問題；采用了控制效果良好的非線性PID控制器，該方法應用局部模型網絡通過門處理來變換非線性模型；Fradkov提出半自適應控制，結合自適應控制與魯棒控制，利用參數化不確定凸性來設計自適應控制器，在好的區(qū)域內采取常規(guī)的自適應控制方法，而當處于“壞”的區(qū)域時，首先凍結自適應律，接著再轉換為一個魯棒的常參數控制，這樣可以減小參數不確定對系統(tǒng)性能的影響，實現(xiàn)基于全狀態(tài)空間的良好控制性能連續(xù)式電加熱反應釜的基本結構  連續(xù)攪拌電加熱反應釜的基本結構如圖2.1所示。電加熱反應釜由攪拌容器和攪拌機兩大部分組成。攪拌容器包括筒體、換熱元件及內構件。攪拌器、攪拌軸及其密封裝置、傳動裝置等統(tǒng)稱為攪拌機。  筒體為通常為一圓柱形殼體，可以在罐內裝入物料，他提供反應所需的空間，使物料在其內部進行化學反應；傳熱裝置的作用是滿足反應所需溫度條件；攪拌裝置包括攪拌器、攪拌軸等，是實現(xiàn)攪拌的工作部件；傳動裝置包括電動機、減速器、聯(lián)軸器及機架等附件，它提供攪拌的動力；軸封裝置是保證工作時形成密 封條件，阻止介質向外泄漏的部件或熱油）做循環(huán)加熱或冷卻反應。通過電加熱反應釜夾層，注入恒溫的（高溫或低溫）熱溶媒體或冷卻媒體，對電加熱反應釜內的物料進行恒溫加熱或制冷。同時可根據使用要求在常壓或負壓條件下進行攪拌反應。物料在電加熱反應釜內進行反應，并能控制反應溶液的蒸發(fā)與回流，反應完畢，物料可從釜底的出料口放出，操作極為方便。  2.3 連續(xù)式電加熱反應釜的控制難點  連續(xù)攪拌電加熱反應釜(CSTR)溫度控制的難點主要反應在：  (1)復雜性、時滯性和非線性ls；   a)化學反應的生產過程伴隨著物理化學反應、生化反應、相變過程及物質和能量的轉換和傳遞，因而是一個十分復雜的工業(yè)生產過程；   b)所用電加熱反應釜容量大、釜壁厚，因此是一個熱容量大、純滯后時間長的被控對象； c)隨著反應的進行，各傳熱媒體的傳熱系數成非線性變化，并且對各種外界環(huán)境的變化比較敏感；加上反應過程增益變化也會很大，甚至增益變化方向都是不一樣的；而且，隨著反應的進行，釜內固體顆粒增多，釜的傳熱系數也會隨著發(fā)生不規(guī)則變化。   (2)難控性   a)反應過程中，由于化學反應放熱過程的復雜性和非線性，各傳熱媒體的傳熱系數成非線性變化，并對各種外部干擾的影響較敏感，使得控制有一定的難度；   b)反應過程中如果熱量移去不及時、不均勻，會使反應溫度一直往上升，極易因局部過熱而造成“飛溫”現(xiàn)象，產生“爆聚”；反之，如果熱量移去過多，會造成反應溫度一直往下跌，造成反應熄滅。而聚合反應好壞的主要因素就是電加熱反應釜溫度控制的好壞，溫度的變化將直接影響產品的質量和產量，所以此過程的溫度控制是重點也是難點；  c)反應工藝以及反應設備的約束及外界環(huán)境對反應影響的不確定性因素也使得控制的難度增加。   (3)建模難   反應過程化學反應機理較為復雜，尤其是聚合反應過程涉及物料、能量的平衡，反應動力學等，加上外界條件如原料純度、催化劑類型、原料添加數量的變化、熱水溫度、循環(huán)冷卻液流量的變化等對系統(tǒng)的影響較大，推導機理模型較為困難；又由于化學反應放熱過程的復雜性和非線性，隨著反應的進行，各傳熱媒體的傳熱系數不規(guī)則變化對各種外部干擾的影響比較敏感，依照機理法和小二乘法等傳統(tǒng)的建模方法，要建立反應過程的精確數學模型是非常困難的

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