ИСТИНА

Диссертация посвящена исследованию процесса полимеризации метилметакрилата (ММА) с целью разработки адекватных кинетической и математической модели процесса и синтеза на основе данных моделей нечеткой системы управления периодическим реактором радикальной полимеризации ММА. В работе проанализированы кинетические схемы радикальной полимеризации ММА и математические модели, их описывающие. Показано, что общая кинетическая схема описывается различными моделями и каждая модель дает различные данные по скорости протекания процесса и моменту возникновения гель-эффекта. Обосновано применение физической модели в виде лабораторного реактора для исследования процесса радикальной полимеризации ММА. Описана методика проведения экспериментов на физической модели. На лабораторном реакторе с целью получения адекватной кинетической модели процесса проведены исследования влияния концентрации инициатора, стабилизатора и температуры протекания процесса радикальной полимеризации ММА, на основании этих данных разработана адекватная кинетическая модель радикальной полимеризации ММА. Данная модель показывает, что процесс полимеризации сопровождается жестким гель – эффектом. С учетом кинетической модели разработана адекватная математическая модель лабораторного реактора радикальной полимеризации ММА. На основании данной модели показано изменение физических свойств реакционной смеси, характер изменения которых всецело определяется видом кривой степени конверсии мономера и температурой процесса. Впервые было учтено при моделировании изменение плотности и теплоемкости реакционной смеси от степени конверсии мономера и от температуры процесса полимеризации. На основании полученной математической модели лабораторного реактора – полимеризатора впервые показано изменение параметров объекта управления (постоянной времени и коэффициента усиления) в течение протекания процесса, которое зависит от вида кривой степени конверсии. Показано, что классический ПИ регулятор не обеспечивает необходимого качества переходных процессов, в связи с этим предложены три вида fuzzy систем управления температурой процесса полимеризации. Разработаны алгоритмы управления температурой процесса радикальной полимеризации ММА с нечеткими регуляторами. Показано, что имеет место уменьшение влияния гель-эффекта на температуру процесса полимеризации при их использовании. На основании имитационного моделирования разработанных систем управления и оценки их качества регулирования по критерию ИККК система с fuzzy коррекцией, которая включает в себя базу знаний из 7 правил, а лингвистические переменные описывались треугольными функциями принадлежности, показала наилучший результат. Эксперимент на лабораторном реакторе однозначно доказал работоспособность системы управления с fuzzy коррекцией П части ПИ регулятора. Для промышленного реактора показано, что с увеличением водной фазы в соотношении М:В, значительно уменьшается влияние гель-эффекта на температуру процесса полимеризации, однако вместе с этим и уменьшается выход готового продукта. Показано, что изменение параметров объекта управления промышленного реактора идентично изменению параметров объекта управления лабораторного реактора. Показана работоспособность системы автоматического регулирования с fuzzy коррекцией П части ПИ регулятора в зависимости от изменения ошибки регулирования для компенсации отрицательного влияния гель-эффетка на температуру процесса полимеризации для промышленного реактора при соотношении М:В=1:2.