[發明專利]連續攪拌反應釜的自適應模糊動態面控制裝置及控制方法

有效

• 申請號: 201110025205.1
• 申請日: 2011-01-24
• 公開（公告）號: CN102073275A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 郭濤;王愛民;劉國英;平靜;王棟博
• 申請（專利權）人: 郭濤;王愛民;劉國英
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 趙慧

1.連續攪拌反應釜的自適應模糊動態面控制裝置，其特征在于，包括傳感器系統(1)、A/D轉換器(2)、計算機(3)、濾波器(4)、自適應模糊動態面控制器、D/A轉換器(8)、信號放大器(9)和執行器(10)，自適應模糊動態面控制器包括模糊逼近器(5)、參數自適應調整器(6)和動態面控制器(7)；傳感器(1)的輸出端連接到A/D轉換器(2)的輸入端，A/D轉換器(2)的輸出端連接到計算機(3)的輸入端，計算機(3)的輸出端連接到濾波器(4)的輸入端，濾波器(4)的輸出端分別連接到模糊逼近器(5)、參數自適應調整器(6)和動態面控制器(7)的輸入端，模糊逼近器(5)和參數自適應調整器(6)的輸出端均連接到動態面控制器(7)的輸入端，動態面控制器(7)的輸出端連接到D/A轉換器(8)的輸入端，D/A轉換器(8)的輸出端連接到信號放大器(9)的輸入端，信號放大器(9)的輸出端連接到執行器(10)。

2.根據權利要求1所述的連續攪拌反應釜的自適應模糊動態面控制裝置，其特征在于，傳感器系統(1)包括溫度傳感器和濃度傳感器。

3.根據權利要求1所述的連續攪拌反應釜的自適應模糊動態面控制裝置，其特征在于，濾波器(4)為Kalman濾波器。

4.根據權利要求1所述的連續攪拌反應釜的自適應模糊動態面控制裝置，其特征在于，執行器(10)為氣動調節閥。

5.利用權利要求1-4任一所述的連續攪拌反應釜的自適應模糊動態面控制裝置的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

(a)利用傳感器系統(1)測出連續攪拌反應釜的工作參數信息并將工作參數信息傳輸給A/D轉換器(2)；

(b)通過A/D轉換器(2)將工作參數信息轉換成數字量，經濾波器(4)濾波后傳送給自適應模糊動態面控制器；

(c)自適應模糊動態面控制器中包含的模糊逼近器(5)對系統未建模動態和不確定信息模糊逼近；

(d)自適應模糊動態面控制器中包含的參數自適應調節器(6)對系統未知參數自適應調節；

(e)自適應模糊動態面控制器的動態面控制器(7)產生控制信號，該控制信號經D/A轉換器(8)轉換為模擬信號，并將模擬信號經信號放大器(9)增強后輸出給執行器(10)；

(f)執行器(10)按指令控制冷卻劑的溫度，從而使得連續攪拌反應釜按照期望的濃度標稱值獲得穩定的生成物料。

6.根據權利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述工作參數信息為當前反應釜的濃度信息和溫度信息，濃度信息包括反應釜內進料濃度和出料濃度，溫度信息包括冷卻劑溫度、進料溫度和出料溫度。

7.根據權利要求5所述的控制方法，其特征在于，模糊逼近是由語言信息描述的模糊規則并且在逼近未建模動態和不確定項的過程中可以直接利用這些語言信息；模糊規則，是指根據已有的經驗和技術知識構造的一系列if-then語言規則。

8.根據權利要求5所述的控制方法，其特征在于，模糊逼近過程是采用重心法將模糊邏輯系統的輸出加權平均為最接近于未建模動態和不確定項實際值的精確量；參數自適應調整過程是采用誤差積分規則對系統未知參數在線自適應調整，使得未知參數被自適應的調整到使得整個系統穩定的合適值。

9.根據權利要求5所述的控制方法，其特征在于，動態面控制是由系統低階向高階反推的自適應模糊動態面控制器構造規則，在反推過程中使用低通濾波器過濾掉高頻成分，簡化自適應模糊動態面控制器結構。