[發(fā)明專利]一種用于連續(xù)攪拌反應(yīng)釜的閉環(huán)動態(tài)矩陣控制方法

有效

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• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113093522B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝磊;石堯;張志銘
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 彭劍

1.一種用于連續(xù)攪拌反應(yīng)釜的閉環(huán)動態(tài)矩陣控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)對連續(xù)攪拌反應(yīng)釜的反應(yīng)過程進(jìn)行階躍測試，獲取其過程對象的模型；

(2)計算前饋響應(yīng)模型，構(gòu)建廣義過程對象；計算前饋響應(yīng)模型的方法為：

(2-1)，確定期望閉環(huán)響應(yīng)模型；

(2-2)，求解以下優(yōu)化問題：

s.t.

其中，表示需要優(yōu)化的前饋響應(yīng)模型，Σ表示求和，表示過程對象的階躍響應(yīng)模型的第j個參數(shù)，表示期望閉環(huán)響應(yīng)模型的第i個參數(shù)，N_m表示模型長度，β表示穩(wěn)定系數(shù)，s.t.表示滿足約束；

(2-3)，調(diào)節(jié)穩(wěn)定系數(shù)β，確定實(shí)際閉環(huán)響應(yīng)模型：

其中，表示過程對象的階躍響應(yīng)模型的第j個參數(shù)，表示實(shí)際期望閉環(huán)響應(yīng)模型的第i個參數(shù)，表示前饋響應(yīng)模型的第j個參數(shù)；

(3)采集過程控制的輸入和輸出，構(gòu)建優(yōu)化問題，計算廣義過程對象的輸入；

(4)將廣義過程對象的輸入轉(zhuǎn)換為過程對象的輸入；

(5)重復(fù)步驟(3)和步驟(4)，實(shí)現(xiàn)對連續(xù)攪拌反應(yīng)釜的過程控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連續(xù)攪拌反應(yīng)釜的閉環(huán)動態(tài)矩陣控制方法，其特征在于，步驟(1)中，使用階躍響應(yīng)模型作為連續(xù)攪拌反應(yīng)釜過程對象的模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連續(xù)攪拌反應(yīng)釜的閉環(huán)動態(tài)矩陣控制方法，其特征在于，步驟(3)中，構(gòu)建優(yōu)化問題的具體形式是：

s.t.

ΔU_k∈[ΔU_min,ΔU_max]

U_k∈[U_min,U_max]

Y_k∈[Y_min,Y_max]

其中，J_k是目標(biāo)函數(shù)，ΔV_k是需要優(yōu)化的差分廣義過程對象輸入向量，是過程對象的輸出開環(huán)預(yù)測向量，Y_k是過程對象的輸出閉環(huán)預(yù)測向量，D_M是實(shí)際期望閉環(huán)動態(tài)矩陣，ΔV(k)是當(dāng)前時刻差分廣義過程對象輸入向量，是差分過程對象輸入的開環(huán)預(yù)測向量，ΔU_k是差分過程對象輸入的閉環(huán)預(yù)測向量，ΔD_L是差分前饋響應(yīng)動態(tài)矩陣，ΔU_min是差分過程對象輸入的下限向量，ΔU_max是差分過程對象輸入的上限向量，U_k是過程對象輸入向量，U_min是過程對象輸入的下限向量，U_max是過程對象輸入的上限向量，Y_k是過程對象輸出向量，Y_min是過程對象輸出的下限向量，Y_max是過程對象輸出的上限向量。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于連續(xù)攪拌反應(yīng)釜的閉環(huán)動態(tài)矩陣控制方法，其特征在于，步驟(4)中，轉(zhuǎn)換的具體方法是：

計算差分過程對象輸入的閉環(huán)預(yù)測向量：

取向量的第一個元素作為過程對象的輸入增量

Δu(k)＝ΔU_k(1)

其中，Δu(k)表示過程對象的輸入增量，ΔU_k(1)表示差分過程對象輸入的閉環(huán)預(yù)測向量的第一個元素。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連續(xù)攪拌反應(yīng)釜的閉環(huán)動態(tài)矩陣控制方法，其特征在于，步驟(5)中，實(shí)現(xiàn)對連續(xù)攪拌反應(yīng)釜的過程控制的具體方法是：將步驟(4)中得到的過程對象的輸入增量疊加到當(dāng)前過程對象的輸入信號上。