化工間歇過程的迭代學(xué)習(xí)控制方法.pdf

1、間歇過程生產(chǎn)可看作是在有限時(shí)間區(qū)間上重復(fù)執(zhí)行相同控制任務(wù)的系統(tǒng)。它的生產(chǎn)方式靈活多變，可滿足小批量、多品種、高質(zhì)量生產(chǎn)的需要，其在工業(yè)生產(chǎn)中所占的比重越來越大。然而，間歇過程具有時(shí)變、強(qiáng)非線性、難以建模等特點(diǎn)，并且許多系統(tǒng)參數(shù)難以測(cè)量，存在較多干擾因素，使其控制問題成為控制界具有挑戰(zhàn)性的課題之一，有必要研究先進(jìn)的控制策略。
　　事實(shí)上，間歇生產(chǎn)過程具有可重復(fù)性操作特點(diǎn)，而迭代學(xué)習(xí)控制(Iterative learning cont

2、rol，ILC)方法非常適合處理具有重復(fù)運(yùn)行特點(diǎn)的系統(tǒng)，因此間歇生產(chǎn)過程控制是迭代學(xué)習(xí)控制應(yīng)用的一個(gè)重要方面。迭代學(xué)習(xí)控制可以較好地克服間歇生產(chǎn)過程中的控制難點(diǎn)，取得優(yōu)于傳統(tǒng)控制策略的良好效果。間歇生產(chǎn)過程的迭代學(xué)習(xí)控制方法近年來成為眾多學(xué)者研究的熱點(diǎn)問題之一。本文分別針對(duì)間歇化工過程的溫度控制、廢水pH值控制等問題，提出了幾種相應(yīng)的智能學(xué)習(xí)控制方法，取得了一些研究成果。論文主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)總結(jié)如下:
　　1)論文分析了間歇過

3、程控制特征、難點(diǎn)，近年間歇過程控制領(lǐng)域的發(fā)展、研究現(xiàn)狀。并結(jié)合迭代學(xué)習(xí)控制的特點(diǎn)，研究了間歇過程的迭代學(xué)習(xí)控制方法，能夠利用其重復(fù)運(yùn)行的特性實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)控制方法更加快速的收斂性和高精度跟蹤性能;另外，迭代學(xué)習(xí)控制不依賴于系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型，對(duì)間歇過程系統(tǒng)建模困難、過程控制系統(tǒng)某些參數(shù)時(shí)變的情況有理想的控制效果。
　　2)針對(duì)間歇過程中常見的控制問題——間歇過程反應(yīng)器的溫度控制，利用間歇過程反應(yīng)器生產(chǎn)過程中周期性、重復(fù)性強(qiáng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)

4、了PD型ILC控制器，并給出了收斂性分析?？紤]間歇過程控制中存在干擾、系統(tǒng)反應(yīng)物濃度初值與期望反應(yīng)物濃度初值不同時(shí)的實(shí)際情況，并通過仿真驗(yàn)證了所提出PD-ILC控制方法的有效性。
　　3)論文進(jìn)一步針對(duì)間歇過程難以建模、時(shí)變、強(qiáng)非線性等特征，以間歇過程的廢水pH處理系統(tǒng)為例，提出了相應(yīng)的自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制方法，可在初始條件隨機(jī)變化的情況下，實(shí)現(xiàn)跟蹤誤差在迭代域中的完全收斂性。仿真研究考慮到了不同干擾的情況，驗(yàn)證了所提出方法的有效性