PH值控制系统设计与Matlab仿真(3)
例如：在造纸厂生产纸张废水排放的处理，需要将pH值稳定控制在接近中性的7左右，才能够切合生产的需要；在发酵的过程中，需要为微生物提供一个最优pH值且稳定的环境以保证最快的生长速率；在重金属提取时控制pH值，令金属溶解性达到最小；在啤酒的酿造过程中麦汁的过滤和洗涤环节，需要控制洗槽水的pH值使其保持在5.2-5.4的范围内，从而确保麦汁过滤数量和过滤速度符合生产要求，若pH值太高，则会造成麦汁中会含有麦槽中的杂，导致生产出的啤酒中含有麦糟的道，降低产品质量；在废水处理的除盐水环节，需要控制进入盐水的补水的pH值使其保持在7.5—8.0的范围内。控制不当的话，pH值过高会导致铜质管路遭到腐蚀，过低则会使铁质管路和设备遭到腐蚀；在热电厂现场调研中发现，热力发电厂中的除盐水处理环节，要求进入除盐水箱的补水的pH值控制在8.5-9.2之间，pH值过低会腐蚀铁质管路，过高则会腐蚀铜质管路及设备。 控制pH的意译不仅仅在于提高实际生产的效率和企业利益，其更生层次的目的在于保护我们的生态环境，如果人和动物饮用了受过污染的水源，会对其身体造成很大危害，如急性或慢行中毒；某些有致癌作用的化学物质如砷、铬、镍、铍、苯胺、苯并芘和其他多环芳烃、卤代烃污染水体后，可被悬浮物、底泥吸附，也可在水生生物体内积累，长期饮用含有这类物质的水，或食用体内蓄积有这类物质的生物（如鱼类）就可能诱发癌症；引起水的感官性状恶化，如某些污染物在一定浓度下，对人的健康虽无直接危害，但可使水发生异臭、异色，呈现泡沫和油膜等，妨碍水体的正常利用；铜、锌、镍等物质在一定浓度下能抑制微生物的生长和繁殖，从而影响水中有机物的分解和生物氧化，使水体自净能力下降，影响水体的卫生状况。
由此可见pH值的中和处理是化工行业的一道必要工序，设计一个自动控制的pH值控制系统可以大大减小废液排放对生态环境造成的损害，提高生产效率，课题的研究意义不言而喻。
1.2 课题研究目的
由于酸碱中和过程是一个典型的非线性过程，使pH的测控问题成为了控制领域当中的一个难题。酸碱中和过程中pH值的变化在不同的阶段有着十分大的差别。在pH值比较低或者比较高的时候，试剂的加入产生的反应缓慢且变化不大；而在pH值位于中点附近的时候，加入试剂则会产生很大的数值变化，即在不同的pH值范围内加入试剂其变化增益是不同的，有着十分明显的非线性特征。本课题的研究目的在于通过将非线性问题转化为线形问题，改善废液中和处理过程对PH值的控制。
1.3 国内外研究现状及发展趋势
1.4 Matlab仿真软件简介
Matlab是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境,是一个高级的矩阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点。用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步，也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序（M文件）后再一起运行。新版本的MATLAB语言是基于最为流行的C++语言基础上的，因此语法特征与C++语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员对数学表达式的书写格式。使之更利于非计算机专业的科技人员使用。而且这种语言可移植性好、可拓展性极强，这也是MATLAB能够深入到科学研究及工程计算各个领域的重要原因。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。