[發(fā)明專利]一種連續(xù)攪拌聚丙烯反應釜溫度的自抗擾控制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410099592.7
• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN104281055A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設計）人: 陶洪峰
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;B01J19/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種連續(xù)攪拌聚丙烯反應釜溫度的自抗擾控制方法，其特征在于：離散自抗擾無模型控制方法包括跟蹤微分器模塊TD、擴張狀態(tài)觀測器模塊ESO和非線性誤差反饋控制器模塊NLSEF。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)攪拌聚丙烯反應釜溫度的自抗擾無模型控制方法，其特征在于：以二階系統(tǒng)為例，跟蹤微分器模塊TD用于根據(jù)輸入和未知模型對象來安排過渡過程并提供其各階導數(shù)。

3.主要機理為：對其輸入一個信號v，跟蹤微分器模塊TD給出2個輸出，即跟蹤輸入信號x₁和輸入信號的微分x₂，其離散形式為：

?其中h為積分步長；速度因子r決定跟蹤信號響應的快慢；濾波因子h₀在有擾動噪聲時決定濾波效果；f(x₁,x₂,r,h)為離散時間最速控制函數(shù)，計算式為：

式中，sign(*)為符號函數(shù)；由此可以得出控制目標v的跟蹤信號x₁和微分信號x₂；跟蹤微分器模塊TD通過快速無超調(diào)地跟蹤輸入信號并給出較好的微分信號，從而可有效避免經(jīng)典PID控制算法中因設定值突變導致的控制量突變及輸出量的超調(diào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)攪拌聚丙烯反應釜溫度的自抗擾控制方法，其特征在于：以二階系統(tǒng)為例，擴張狀態(tài)觀測器模塊ESO是自抗擾控制器的核心，能夠?qū)崟r觀測無模型對象系統(tǒng)中的非線性動態(tài)、模型不確定性及外部擾動等并予以補償，因此對一定范圍的對象具有很好的適應性和魯棒性，取：

則擴張狀態(tài)觀測器ESO算法如下：

其中α，δ，β₀₁，β₀₂，β₀₃為可調(diào)參數(shù)。

5.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)攪拌聚丙烯反應釜溫度的自抗擾無模型控制方法，其特征在于：以二階系統(tǒng)為例，非線性誤差反饋控制器模塊NLSEF利用跟蹤微分器模塊TD和擴張狀態(tài)觀測器模塊ESO可產(chǎn)生過渡過程的誤差信號e₁=x₁(k)-z₁(k)及誤差微分信號e₂=x₂(k)-z₂(k)，從而生成誤差積分信號；取誤差反饋律：

進一步通過調(diào)整補償因子b對擾動進行補償?shù)玫娇刂屏縰。

6.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)攪拌聚丙烯反應釜溫度的自抗擾控制方法，其特征在于：采用SIMATIC?PCS?7作為控制器實現(xiàn)裝置，輸入是聚丙烯反應釜溫度經(jīng)傳感器采集模塊A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字量信號，輸出是控制氣動閥開度的數(shù)字量，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換模塊后用來控制夾套冷卻劑流量，達到控制聚丙烯反應釜溫度的目的，使溫度在安全允許范圍內(nèi)快速穩(wěn)定的達到規(guī)定值。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)攪拌聚丙烯反應釜溫度的自抗擾無模型控制方法，其特征在于：整定跟蹤微分器、擴張狀態(tài)觀測器和非線性誤差反饋控制器模塊中的參數(shù)步長h，速度因子r，擴張狀態(tài)觀測器中的β₀₁，β₀₂，β₀₃，線性組合中的k₀，k₁，k₂和補償因子b；

其中h、b的設置對系統(tǒng)控制的影響最大，β₀₁，β₀₂，β₀₃與h之間相互影響；調(diào)節(jié)控制器參數(shù)在調(diào)節(jié)前可以先依據(jù)經(jīng)驗關系確定幾個參數(shù)值，之后根據(jù)實際情況做出相應改變。