煮糖結(jié)晶過程的非線性預(yù)測(cè)控制研究.pdf

1、預(yù)測(cè)控制自上世紀(jì)70年代產(chǎn)生以來(lái)，因其對(duì)模型要求低、具有較強(qiáng)魯棒性等特點(diǎn)，在生產(chǎn)過程中獲得了廣泛的應(yīng)用。目前，對(duì)線性系統(tǒng)預(yù)測(cè)控制算法的研究己經(jīng)比較深入，理論研究相對(duì)也比較成熟。而對(duì)于非線性系統(tǒng)，因其自身的復(fù)雜性，使得尋找一種統(tǒng)一的非線性預(yù)測(cè)控制方法很困難。 煮糖過程是蔗糖結(jié)晶的生產(chǎn)過程，在這個(gè)過程中既有傳熱，又有傳質(zhì)，是一個(gè)非常復(fù)雜的物理和化學(xué)過程。由于煮糖結(jié)晶過程本身受干擾因素很多，如糖漿的錘度、糖漿雜質(zhì)、真空度以及溫度的變化

2、都會(huì)影響蔗糖結(jié)晶過程，因此，整個(gè)過程具有較強(qiáng)的非線性、時(shí)變性等特性，一般的控制方法很難奏效。本文根據(jù)煮糖過程的物料平衡、能量平衡和生產(chǎn)過程的各種物性參數(shù)的機(jī)理解析關(guān)系(如晶體生長(zhǎng)分散等)建立描述被控生產(chǎn)過程的模型，并以該模型作為對(duì)象對(duì)煮糖結(jié)晶過程實(shí)施非線性預(yù)測(cè)控制仿真。 本文圍繞著預(yù)測(cè)模型、反饋校正、滾動(dòng)優(yōu)化三項(xiàng)預(yù)測(cè)控制的基本原理，對(duì)非線性預(yù)測(cè)控制在煮糖結(jié)晶過程中的應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究和探討，提出了以B-P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立預(yù)測(cè)模型、

3、遺傳退火算法進(jìn)行滾動(dòng)優(yōu)化的預(yù)測(cè)控制算法，并在MATLAB上進(jìn)行了煮糖過程中過飽和度(OS)控制仿真實(shí)驗(yàn)。主要研究工作概況如下： 1．對(duì)預(yù)測(cè)控制的發(fā)展概況、研究現(xiàn)狀及研究動(dòng)向進(jìn)行了概述，同時(shí)介紹了與本論文相關(guān)的預(yù)測(cè)控制方案； 2．對(duì)煮糖結(jié)晶過程進(jìn)行了系統(tǒng)地機(jī)理分析； 3．對(duì)預(yù)測(cè)控制的基本算法進(jìn)行討論； 4．針對(duì)煮糖過程，采用兩種控制方案即傳統(tǒng)的PID控制和基于B-P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳退火優(yōu)化的預(yù)測(cè)控制進(jìn)行仿真比