1.课题概述

本课题旨在利用模糊PI控制算法结合龙格-库塔方法对连续搅拌釜反应器（CSTR）模型进行控制系统建模与仿真，通过模糊控制理论和数值积分方法的结合，实现对CSTR系统的高效控制。

2.系统仿真结果

经过仿真实验，发现模糊PI控制算法结合龙格-库塔方法在CSTR系统中表现出色，能够有效控制反应过程，使系统稳定性和控制性能得到显著提升。

3.核心程序与模型

本课题基于MATLAB2022a平台开发了核心程序与模型，通过编写相应的算法代码实现了模糊PI控制器和龙格-库塔方法的集成，为CSTR系统的控制提供了可靠的基础。

4.系统原理简介

模糊控制是一种适用于非线性、时变系统的控制方法，通过模糊化、规则库和推理与去模糊化等步骤，实现对系统的精准控制。模糊PI控制算法结合了比例和积分控制的优点，能够快速响应并消除稳态误差。

龙格-库塔方法是一种常用的数值积分方法，通过四阶龙格-库塔公式可以准确求解常微分方程初值问题，在CSTR模型中起着重要作用。

在CSTR模型控制系统中，模糊PI控制器的输出作为控制变量直接影响反应过程，通过实时监测关键参数并计算控制误差和误差变化率，最终实现对系统的有效控制。

综上所述，模糊PI控制算法结合龙格-库塔方法在CSTR模型控制系统中具有重要意义，为实现系统稳定运行和高效控制提供了有效手段。

其中，C为反应物浓度，T为温度，F为流速，V为体积，Cin​为进料浓度，k为反应速率常数，n为反应级数，U为传热系数，A为换热面积，ρ为密度，Q为加热功率，α(T)为温度相关的反应热效应系数。