摘要：PH值的控制与生活中的方方面面都有着紧密的联系。在任何生产过程中我们需要将PH值严格控制在规定范围内，否则，就会造成原材料的过度浪费，生产无法继续进行。所以，对于PH值的控制需要我们特别注意。

本文根据PH值控制过程体现出的非线性特征，运用分段折线法来表述其非线性特征展现出来的曲线，由于要显示PH值的非线性特性，因此，我们推出了分段式变增益PID控制法。并借助Matlab软件来模拟PH值的控制过程。相比常见的PID控制仿真来说，我们能够看出分段式变增益PID控制法不但可以处理PH值过程中存在的非线性问题，还可以改进系统的控制情况,提高系统的反抗干扰的能力，并通过simulink来设计PH值控制器，同时也进行了鲁棒性分析。

关键词：PH值控制；PID控制；Simulink；鲁棒性分析

Abstract：The control of PH is closely related to every aspect of life. In any production process, we need to strictly control the PH within the prescribed scope, otherwise, it will result in excessive waste of raw materials, production cannot continue. Therefore, we need to pay special attention to the PH control.

According to the nonlinear characteristics of the PH control process shows that using piecewise linear method to describe the nonlinear characteristics show the curve, due to the nonlinear characteristics of the PH of the display, so we launched a segmented variable gain PID control method. And with the help of matlab software to simulate the PH control process. Compared with common PID control simulation, we can see that the segmented variable gain PID control method can not only nonlinear problems in the process of treatment of PH control, can also improve the system, improve the ability to resist the interference of the system, and through the simulink to design the PH controller, but also the robustness analysis.

Key words: PH control;PID control;Simulink;Robustness analysis 

目录

第一章绪论 1

1.1选题背景和意义 1

1.2研究目的 1

1.3课题的研究动态及发展趋势 1

1.3.1国外研究情况 1

1.3.2国内研究情况 2

1.3.3PH值控制系统的发展趋势 2

第二章PH值的控制及研究 4

2.1PID控制方法 4

2.1.1PID的控制原理 4

2.1.2数字PID控制算法 5

2.1.3数字PID控制算法的改进 6

2.2分段式变增益PID控制方法 7

2.3PH值控制系统指标与参数整定 10

2.3.1控制系统指标 10

2.3.2参数整定 10

第三章PH值控制系统 12

3.1PH控制的特点 12

3.2非线性调节器和三段式非线性调节器 13

3.3PH值滴定曲线的一般情况 14

第四章基于Simulink的系统仿真 15

4.1Matlab简介 15

4.2Simulink简介 15

4.3Matlab系统仿真 15

结束语 27

致谢 28

参考文献 29

第一章绪论

1.1选题背景和意义

在现代企业发展进程中，污水处理问题受到了各行各业的重视。一般情况下，化工业和造纸业等这些行业的工业污水PH值波动比较大，不好控制，这就使得自动化控制工业污水PH值的行业迅速发展了起来。在酸碱中和反应中，PH值显示出较强的非线性特性，这种反应一般发生在密封的容器里，这使得系统表现出了一定的滞后性，这中情况对PH值控制有很大的不良影响。在不同工作时间段内，因为PH值的曲线不是线性曲线，所以发生中和反应的过程中，增益会表现出很大的差别。

在发酵处理的过程中，对于微生物来说，PH值的环境很重要，可以促进微生物的生长。现代工业进行生产的时候，也都会严格处理PH值，例如造纸厂必须对废水进行严格处理，必须把废水中的PH值限定在7左右，这样才能达到生产要求。

本文通过收集和查看国内外有关基于Simulink的PH值控制系统设计与仿真方面的文献，对上述生产过程中涉及到PH值控制的问题进行了细致分析。