[發(fā)明專利]基于最小熵控制的化學批次反應器系統(tǒng)控制性能評價方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910990558.1
• 申請日: 2019-10-18
• 公開（公告）號: CN110632908B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設計）人: 任密蜂;馬建飛;齊慧月;方茜茜;張雯
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G05B23/00
• 分類號: G05B23/00
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

1.基于最小熵控制的化學批次反應器系統(tǒng)控制性能評價方法，其特征在于包括批次過程最小有理熵的推導和批次系統(tǒng)的性能評價：

批次過程最小有理熵的推導包括批次內的反應過程和批間的反應過程兩個階段，對于每個批次內的反應過程包括下述步驟：

步驟一、計算出批次輸出和批次內設定軌跡的批內偏差e₁(i,k)＝y(tǒng)(i,k)-x^sp(i,k)；這里e₁(i,k)是在第i個批次第k個時刻的批內偏差，y(i,k)表示第i個批次第k個時刻的批次輸出，x^sp(i,k)表示第i個批次第k個時刻的批次內設定軌跡；

步驟二、計算批內偏差的有理熵H_RE＝H(e₁(i,k))；

步驟三、根據批內偏差有理熵更新下一時刻的控制輸入使批次輸出跟蹤批內設定軌跡；這里u(i,k)是在第i個批次第k個時刻的控制輸入，u(i,k-1)表示第i個批次第k-1個時刻的控制輸入，u(i,k-2)表示第i個批次第k-2個時刻的控制輸入，λ是批次內的最優(yōu)步長，H_RE(k-1)表示第k-1個時刻的有理熵，H_RE(k-2)表示第k-2個時刻的有理熵；

其中批間的反應過程包括下述步驟：

步驟一、計算出前一批次的輸出和期望軌跡之間的批間偏差e₂(i,k)＝y(tǒng)(i,k)-y^sp(k)；這里e₂(i,k)是在第i個批次第k個時刻的批間偏差，y(i,k)表示第i個批次第k個時刻的批次輸出，y^sp(k)表示第k個時刻的期望軌跡；

步驟二、計算批間偏差的有理熵H_RE＝H(e₂(i,k))；

步驟三、根據批間偏差有理熵更新下一批次的控制輸入將上一批次批內軌跡與下一批次控制輸入相加，x^sp(i+1,k)＝x^sp(i,k)+u_b(i+1,k)，并將更新后的值作為下一個批次內的設定軌跡，使批內設定軌跡跟蹤期望軌跡；這里u_b(i,k)是第i個批次第k個時刻的批次間控制輸入，u_b(i+1,k)表示第i+1個批次第k個時刻的批次間控制輸入，u_b(i-1,k)表示第i-1個批次第k個時刻的批次間控制輸入，η₂是批次間的最優(yōu)步長，H_RE(k-1)表示第k-1個時刻的批間有理熵，H_RE(k-2)表示第k-2個時刻的批間有理熵；

隨著批次的進行，重復上述操作，直到批間過程使批內設定軌跡跟蹤期望軌跡，批內過程使輸出跟蹤批內設定軌跡，從而得出最小有理熵；

對于批次系統(tǒng)的性能評價包括下述過程：

步驟一、計算出批次輸出跟蹤批內設定軌跡時的批次輸出與期望軌跡的誤差有理熵基準H_mv(e₃)，e₃是批次輸出與期望軌跡的偏差，將基準與實際輸出的有理熵H₂(e₃)相比獲得性能指標，即

步驟二、計算出批次輸出與期望軌跡的誤差平均值基準C₁，并得出偏離誤差平均值最大的值W，R是松弛變量，然后通過平均值基準得出平均值性能指標

步驟三、將有理熵基準與誤差平均值基準相結合構成新的性能評價指標η_final＝η_me×η_M。