[發(fā)明專利]一種基于事件觸發(fā)GDHP的連續(xù)攪拌反應(yīng)釜過程控制方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811372927.2 | 申請日： | 2018-11-19 |
| 公開（公告）號： | CN109143872A | 公開（公告）日： | 2019-01-04 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 易軍;吳凌;劉佳;陳雪梅;張衛(wèi);黃家華;施建陽;錢龍;張紹春;王霞 | 申請（專利權(quán)）人： | 重慶科技學(xué)院 |
| 主分類號： | G05B13/04 | 分類號： | G05B13/04 |
| 代理公司： | 重慶蘊博君晟知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50223 | 代理人： | 鄭勇 |
| 地址： | 401331 重*** | 國省代碼： | 重慶;50 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 連續(xù)攪拌反應(yīng)釜 觸發(fā) 控制信號 系統(tǒng)狀態(tài) 化工生產(chǎn)過程 過程控制 基于事件 事件觸發(fā) 性能指標(biāo)函數(shù) 反應(yīng)物料 計算控制 模型輸入 平衡等式 期望誤差 生產(chǎn)過程 數(shù)學(xué)模型 網(wǎng)絡(luò)獲得 系統(tǒng)輸出 反應(yīng)釜 網(wǎng)絡(luò)權(quán) 建模 網(wǎng)絡(luò) 返回 更新 保證 | ||
本發(fā)明公開了一種基于事件觸發(fā)GDHP的連續(xù)攪拌反應(yīng)釜過程控制方法，以保證反應(yīng)釜生產(chǎn)過程穩(wěn)定高效。包括：步驟1：確定影響化工生產(chǎn)過程的主要因素，并將其作為控制信號；步驟2：根據(jù)反應(yīng)物料平衡等式，運用機(jī)理法進(jìn)行建模，得到連續(xù)攪拌反應(yīng)釜化工生產(chǎn)過程的數(shù)學(xué)模型；步驟3：設(shè)定系統(tǒng)狀態(tài)的控制目標(biāo)值、事件觸發(fā)閾值，當(dāng)觸發(fā)誤差超過觸發(fā)閾值，更新評價網(wǎng)絡(luò)和執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)權(quán)值，并通過執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)和評價網(wǎng)絡(luò)獲得控制信號和性能指標(biāo)函數(shù)及其對系統(tǒng)狀態(tài)的偏導(dǎo)，建立事件觸發(fā)GDHP控制方法；步驟4：將控制信號和當(dāng)前時刻系統(tǒng)狀態(tài)作為連續(xù)攪拌反應(yīng)釜模型輸入，從而得到系統(tǒng)輸出；步驟5：計算控制誤差，若小于期望誤差，則結(jié)束，否則返回步驟3。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及連續(xù)攪拌反應(yīng)釜過程控制技術(shù)，特別是涉及一種基于事件觸發(fā)GDHP的連續(xù)攪拌反應(yīng)釜過程控制方法。
背景技術(shù)
連續(xù)攪拌反應(yīng)釜(Continuous Stirred Tank Reactor，CSTR)是石油、化工行業(yè)最常見的工業(yè)設(shè)備之一，在藥劑合成、發(fā)酵工程和添加劑制備中的應(yīng)用非常廣泛。
CSTR往往表現(xiàn)出強(qiáng)烈的強(qiáng)非線性、大時滯性和強(qiáng)耦合性，這些特性導(dǎo)致傳統(tǒng)控制方法的控制效果不是很理想，從而給現(xiàn)場控制帶來了極大的困難。
現(xiàn)有的控制技術(shù)多為PID單回路控制或簡單串級控制，控制系統(tǒng)自動化程度不高且過多的依賴專家經(jīng)驗調(diào)節(jié)控制參數(shù)，具有較大的滯后性，控制精度較低，控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性也難以保證，難以達(dá)到實時精確控制。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中，連續(xù)攪拌反應(yīng)釜過程控制技術(shù)中存在的控制精度低，時滯大，控制系統(tǒng)不穩(wěn)定等問題，提供一種基于事件觸發(fā)GDHP的連續(xù)攪拌反應(yīng)釜過程控制方法，以保證反應(yīng)釜生產(chǎn)過程穩(wěn)定高效。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：
一種基于事件觸發(fā)GDHP的連續(xù)攪拌反應(yīng)釜過程控制方法，包括如下步驟：
步驟1：分析連續(xù)攪拌反應(yīng)釜的化工生產(chǎn)過程，確定影響化工生產(chǎn)過程的主要因素，并將其作為控制信號，用u表示；
步驟2：分析連續(xù)攪拌反應(yīng)釜化工生產(chǎn)過程的動態(tài)特性，根據(jù)反應(yīng)物料平衡等式，運用機(jī)理法進(jìn)行建模，得到連續(xù)攪拌反應(yīng)釜化工生產(chǎn)過程的數(shù)學(xué)模型；
步驟3：設(shè)定系統(tǒng)狀態(tài)的控制目標(biāo)值x1、x2指系統(tǒng)的兩個狀態(tài)，設(shè)定事件觸發(fā)閾值eT，當(dāng)觸發(fā)誤差超過觸發(fā)閾值時，運用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)更新事件觸發(fā)GDHP控制方法中評價網(wǎng)絡(luò)和執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)權(quán)值，并分別通過執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)和評價網(wǎng)絡(luò)獲得控制信號u(k)和性能指標(biāo)函數(shù)J(k+1)及其對系統(tǒng)狀態(tài)的偏導(dǎo)建立事件觸發(fā)GDHP控制方法，k為時間；
步驟4：將步驟3所得控制信號u(k)和當(dāng)前時刻系統(tǒng)狀態(tài)x(k)-[x1，x2]作為連續(xù)攪拌反應(yīng)釜模型輸入，從而得到系統(tǒng)輸出x(k+1)；
步驟5：計算控制誤差E(k)，計算公式為：
式中，函數(shù)U(k)為效用函數(shù)，若控制誤差E(k)小于期望誤差，則結(jié)束訓(xùn)練，否則返回步驟3。
優(yōu)選地，步驟1中，確定影響化工生產(chǎn)過程的主要因素為冷卻劑溫度。
優(yōu)選地，步驟2中，建模過程中，假定反應(yīng)釜中的化學(xué)反應(yīng)是一級不可逆放熱反應(yīng)。
優(yōu)選地，步驟3中，事件觸發(fā)GDHP控制方法包括以下步驟：
步驟3-1：計算當(dāng)前時刻的觸發(fā)誤差e＝||x(k)-xj||，其中，x(k)為當(dāng)前時刻的系統(tǒng)狀態(tài)，xj為零階保持器中保留的上一次觸發(fā)時刻更新過后的系統(tǒng)狀態(tài)；
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