[發(fā)明專利]一種中藥飲片噴霧潤(rùn)藥過程軟化度預(yù)測(cè)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811147517.8
• 申請(qǐng)日: 2018-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN109388064B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何德峰;彭彬彬;徐建明;鄭雅羽;朱威;楊永祥;劉迎新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

一種中藥飲片噴霧潤(rùn)藥過程軟化度預(yù)測(cè)控制方法，根據(jù)中藥飲片噴霧潤(rùn)藥過程軟化度控制結(jié)構(gòu)，采用中藥飲片軟化度輸出值與噴頭閥門開度輸入值的受控自回歸積分滑動(dòng)平均模型為動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模型，通過極小化未來一段時(shí)間內(nèi)的潤(rùn)藥室中藥飲片軟化度跟蹤偏差與噴頭閥門開度變化量的二次型性能指標(biāo)函數(shù)，實(shí)時(shí)計(jì)算中藥飲片噴霧潤(rùn)藥過程噴頭閥開度的大小，實(shí)現(xiàn)中藥飲片噴霧潤(rùn)藥過程中藥飲片軟化度跟蹤設(shè)定值的優(yōu)化自動(dòng)控制。本發(fā)明動(dòng)態(tài)性能良好，模型參數(shù)少，魯棒性強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于中藥飲片生產(chǎn)過程自動(dòng)控制領(lǐng)域，涉及一種中藥飲片噴霧潤(rùn)藥過程軟化度預(yù)測(cè)控制方法

背景技術(shù)

中藥飲片是對(duì)中藥材進(jìn)行特殊加工炮制后的制成品，是中醫(yī)辨證施治的物質(zhì)基礎(chǔ)，中藥飲片質(zhì)量的核心在于炮制。在中藥飲片炮制領(lǐng)域，中藥材的潤(rùn)藥工藝一直是中藥飲片生產(chǎn)中非常關(guān)鍵的工藝環(huán)節(jié)。中藥材的潤(rùn)藥過程會(huì)直接影響著炮制過程的好壞，進(jìn)而影響中藥飲片質(zhì)量。噴霧潤(rùn)藥法是中藥飲片潤(rùn)藥工藝中常用方法之一，它的基本原理是向裝有中藥飲片的密封箱內(nèi)通蒸汽，然后通過噴頭將蒸汽均勻的噴灑在密封箱內(nèi)，使進(jìn)氣效果更佳均勻，完成中藥飲片的潤(rùn)藥操作，且可以多個(gè)噴頭同時(shí)進(jìn)行均勻的噴灑，加快軟化效率。通過對(duì)現(xiàn)有中藥飲片噴霧潤(rùn)藥軟化過程軟化度控制方法的文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，目前中藥飲片噴霧潤(rùn)藥軟化過程軟化度控制方法主要是手動(dòng)控制方法和開關(guān)定時(shí)控制方法，但手動(dòng)控制和開關(guān)定時(shí)控制方法不能隨著中藥飲片種類和數(shù)量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)噴頭閥門的開度，造成蒸汽資源的浪費(fèi)以及潤(rùn)藥效果不佳，從而造成一些中藥飲片外觀形狀發(fā)生變化，不符合中藥飲片炮制規(guī)范的要求。在中藥飲片噴霧潤(rùn)藥軟化過程中，中藥飲片數(shù)量以及種類并不是一成不變的，因此，中藥飲片噴霧潤(rùn)藥過程軟化度預(yù)測(cè)控制方法是針對(duì)中藥飲片噴霧潤(rùn)藥軟化過程提出的一種新的控制方法，可以滿足在保證中藥飲片潤(rùn)藥質(zhì)量的前提下實(shí)現(xiàn)節(jié)能和增效的需要。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)中藥飲片在噴霧潤(rùn)藥過程中軟化度不易精確控制的問題，本發(fā)明提出了一種動(dòng)態(tài)性能良好，模型參數(shù)少，魯棒性強(qiáng)的預(yù)測(cè)控制方法。該方法能夠很好的處理中藥飲片噴霧潤(rùn)藥過程中軟化度控制這一難點(diǎn)問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種中藥飲片噴霧潤(rùn)藥過程軟化度預(yù)測(cè)控制方法，所述方法包括如下步驟：

1)給定中藥飲片所要達(dá)到的軟化度值r，通過增大噴頭閥門開度一度，記錄潤(rùn)藥室內(nèi)中藥飲片的軟化度變化值Δy(k)；

2)建立中藥飲片噴霧潤(rùn)藥過程軟化度預(yù)測(cè)模型，所述預(yù)測(cè)模型采用受控自回歸積分滑動(dòng)平均模型，參見式(1)：

A(z^-1)＝1+a₁z^-1+…+a_nz^-n (1)

其中，y(k)為k時(shí)刻潤(rùn)藥室中藥飲片軟化度輸出值，u(k-1)為k-1時(shí)刻噴頭閥門的開度，a₁…a_n，為模型參數(shù)，z^-1是后移算子,即z^-1y(k)＝y(tǒng)(k-1)，z^-1u(k)＝u(k-1)，Δ＝1-z^-1為差分算子，ξ(k)是均值為零的白噪聲序列，為了利用模型式(1)導(dǎo)出j步后潤(rùn)藥室中藥飲片軟化度輸出y(k+j)的預(yù)測(cè)值，考慮下述丟番圖(Diophantine)方程，參見式(2)：

1＝E_j(z^-1)A(z^-1)Δ+z^-jF_j(z^-1) (2)

其中，j＝1,2,…,P，P為預(yù)測(cè)時(shí)域，E_j(z^-1)和F_j(z^-1)是由A(z^-1)和預(yù)測(cè)長(zhǎng)度j唯一確定的多項(xiàng)式，參見式(3)：