为了选择合理的控制方案,使系统具有更好的控制性能需要建立系统的动态数学模型。首先,对系统作如下假设和简化:
1.系统是绝热的,没有热量损失;
2.溶液的比热容在工作点附近近似为常数,且溶液的温度分布均匀;
3.蒸汽的汽化潜热在工作点附近近似为常数。
任何一个控制输入量改变将会对所有输出变量产生影响,因此强制循环蒸发系统是一个多变量强藕合的复杂非线性系统。一般采用两个简单的单回路,常规PID控制策略来控制强制循环蒸发系统。但是,由于在实际的生产过程中,系统受到干扰因素较多,如进料液的流量、密度和温度的波动,进料溶液的比热容也会随着进料液的性质不同而改变,加热蒸汽的压力,以及在蒸发过程中析出的盐类在加热管内壁形成结疤,使蒸发器的传热系数急剧下降、环境的变化等。在这些扰动作用下,仅仅采用常规PID控制往往难以在跟踪性、鲁棒性及抗干扰性方面达到满意的控制效果,从而导致强制循环蒸发系统无法维持在最佳操作状态。另外,由于系统具有多变量、强藕合、非线性等复杂特性,所以强制循环蒸发系统的非线性解藕控制策略的研究是必要的 。