检索结果-南通市图书馆

作者：吴旭栋扬州大学

学位级别：硕士

随着新能源行业的快速发展,对苯乙烯及其化工衍生材料的生产过程提出了更高的要求,主要包括产品的物化性能以及合理的成本控制等。其中,苯乙烯的分子量分布(MWD)是反映其物化特性的一个重要指标。因此,对苯乙烯聚合过程展开建模、控制... 详细信息

随着新能源行业的快速发展,对苯乙烯及其化工衍生材料的生产过程提出了更高的要求,主要包括产品的物化性能以及合理的成本控制等。其中,苯乙烯的分子量分布(MWD)是反映其物化特性的一个重要指标。因此,对苯乙烯聚合过程展开建模、控制和优化的研究受到过程控制以及化工领域的广泛关注,具有重要的实际应用价值。另一方面,由于化工过程的复杂性,特别多信息源产生了大量的传输数据,过多的占用信道资源,造成数据冗余以及系统性能降低等问题,严重时甚至失去稳定性。相比较传统的时间触发,事件触发机制的基本思想是按需执行数据传输,只有在满足预设触发条件的情况下才启动触发器,是当前减少数据冗余的可靠方案之一,也成为自动控制领域研究的热点。基于此,论文以苯乙烯分子量分布作为具体研究对象,分别从B样条逼近原理以及统计信息控制理论框架出发,结合干扰观测器设计方法,研究了事件触发框架下的苯乙烯分子量分布动态建模、抗干扰控制以及性能分析等问题,保证苯乙烯聚合过程的稳定性和鲁棒性,降低信道资源利用率进而实现对成本的控制,具有积极的理论意义和应用价值。论文的主要内容包括如下:(1)针对典型的苯乙烯聚合过程,阐述了研究事件触发条件下分子量分布控制的背景及意义。进而,分别讨论了随机分布控制(SDC)、统计信息控制、抗干扰控制及事件触发控制的研究现状。进一步,给出论文的结构和内容安排。(2)研究苯乙烯聚合过程的反应机理以及分布函数建模问题。基于聚合过程参数化机理方程,引入先验分布函数,即三参数Gamma分布。一方面,在B样条近似模型的驱动下,将数据转化为相应的权向量和控制输入的数据对,通过递推最小二乘辨识得到系统参数矩阵,进而建立控制输入与权向量之间的动态模型;另一方面,在统计信息研究的框架下,以三参数Gamma分布的三个中心矩构成统计信息集合(SIS),进而得到统计信息集与控制输入的数据对,用于辨识参数矩阵,同样可以构建控制输入与统计信息集之间的动态模型。(3)研究事件触发条件下苯乙烯聚合过程分子量分布抗干扰控制问题。基于控制输入与权向量之间的动态模型,结合外延干扰模型,构建干扰观测器对未知干扰进行动态估计。基于预设的事件触发条件以及干扰估计值,设计触发条件下的复合抗干扰控制输入,在降低数据传输量的基础上,保证闭环控制系统的稳定性和干扰估计性能。利用凸优化理论,证明权向量具有良好的动态跟踪性能,进而得到期望的分子量分布。最后,验证所设计算法避免由触发引起的Zeno现象。(4)研究双事件触发条件下苯乙烯聚合过程的统计信息抗干扰控制问题。基于数据驱动的统计信息控制框架,将统计信息集合作为具体的控制对象。不同于单一的事件触发问题,分别基于统计信息以及干扰估计设计触发条件,基于“先到同触发”的运行机制,设计带有PI结构的抗干扰控制输入,以实现对动态系统的控制及干扰补偿。进一步,基于凸优化理论以及对最小触发间隔下界的证明,验证了闭环系统具有良好的稳定性、统计信息跟踪性能以及能够避免的Zeno现象。(5)研究算法的仿真实现问题。基于苯乙烯聚合过程建模的两种动态模型,分别考虑单触发及双触发条件,结合Matlab/Simulink动态仿真平台以及LMI工具箱,对控制器及其相关算法进行模拟仿真,仿真结果验证了设计算法的可行性。

关键词：苯乙烯聚合过程事件触发控制分子量分布控制干扰观测器 Zeno现象

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基于扰动观测器设计的化工聚合过程抗干扰分布控制

基于扰动观测器设计的化工聚合过程抗干扰分布控制

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作者：顾翔扬州大学

学位级别：硕士

伴随着经济的快速发展,对各类化工产品的需求与日俱增。高分子材料作为化工产业的重要组成,如何实现其高效聚合受到越来越多的关注。其中,分子量分布作为高分子聚合物的重要参量决定了产品的性质,是过程控制的关键因素。同时,高分子聚... 详细信息

伴随着经济的快速发展,对各类化工产品的需求与日俱增。高分子材料作为化工产业的重要组成,如何实现其高效聚合受到越来越多的关注。其中,分子量分布作为高分子聚合物的重要参量决定了产品的性质,是过程控制的关键因素。同时,高分子聚合也是相当复杂的化工业生产过程,具有非高斯、非线性、多耦合的特点,也容易受到各类因素的干扰,导致分子量分布的改变,进而影响聚合物特性。因此,研究非高斯聚合过程的抗干扰控制技术,获得理想性质的化合物一直是化工生产行业的难题,也是控制工程领域的热点。论文以苯乙烯本体的聚合过程作为研究对象,考虑外部干扰和非线性饱和的影响,同时基于扰动观测器(DO)设计、凸包表示法以及凸优化算法,设计复合抗干扰跟踪控制输入,保证苯乙烯本体聚合过程的稳定性能,进一步得到期望的苯乙烯分子量分布。论文主要内容如下:(1)结合苯乙烯聚合过程,阐述了分子量分布控制的研究背景和意义以及经济价值;进一步介绍了随机分布控制理论的发展和基于干扰观测器的抗干扰控制方法。(2)基于苯乙烯聚合反应原理的参数化模型,获得其分子量分布;引入B样条函数对系统输出的分子量分布函数进行逼近,计算相应的动态权向量;进一步基于输入输出数据对,结合递推最小二乘法获得系统的参数矩阵,构建出权向量和控制输入之间的状态空间模型。(3)基于苯乙烯聚合反应状态空间模型,研究干扰影响下的抗干扰控制算法设计。结合聚合系统模型以及外延干扰模型,构建干扰观测器对未知干扰动态估计。进一步,将PI型反馈控制和干扰估计信息相结合,设计复合控制器,保证闭环控制系统稳定,且跟踪上理想权向量,进而得到期望的分子量分布。(4)基于苯乙烯聚合反应状态空间模型,在系统状态已知和未知两种情况,研究未知干扰以及执行器饱和影响下的聚合系统抗干扰控制问题。在状态已知的条件下,构建干扰观测器实时估计干扰并结合凸包表示法处理饱和约束。在状态未知的条件下,构建复合分层观测器,分别针对未知状态和未知干扰进行动态估计,同时采用扇区边界条件解决执行器饱和的现象。进一步,基于凸优化理论,验证控制系统具有的良好稳定性能以及动态跟踪性能,并获得理想的分子量分布。(5)以上算法均通过Matlab/Simulink仿真得以实现。考虑在谐波干扰和执行器饱和的影响下,实现对苯乙烯本体聚合过程的抗干扰控制,验证了算法的有效性,获得了良好的控制效果。

关键词：苯乙烯本体聚合系统抗干扰控制干扰观测器执行器饱和分子量分布控制

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基于灰箱模型的聚合反应分子量分布形状控制

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吉林大学学报（工学版） 2011年第S1期41卷 288-292页

作者：吴海燕曹柳林王晶北京化工大学信息科学与技术学院北京100029

利用离散正交多项式组合神经网络对聚合反应分子量分布(Molecular weight distri-bution,MWD)进行建模,由MWD矩向量线性表示网络权向量,从而实现了灰箱建模。首先,推导了作为网络基函数的正交多项式需满足的约束条件,扩展了基函数的选... 详细信息

利用离散正交多项式组合神经网络对聚合反应分子量分布(Molecular weight distri-bution,MWD)进行建模,由MWD矩向量线性表示网络权向量,从而实现了灰箱建模。首先,推导了作为网络基函数的正交多项式需满足的约束条件,扩展了基函数的选择范围,为建模方法提供了理论基础。然后,利用最优化方法推导了MWD控制序列,利用权向量可以由矩向量代替的性质,对控制系统性能指标函数进行了修正,实现了对分子量分布形状的控制,提高了算法鲁棒性。最后,通过实验室规模的苯乙烯聚合试验,证明了该方法的可行性。

关键词：自动控制技术分子量分布控制正交多项式神经网络矩最优控制

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