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连续搅拌釜的非线性模型稳定性判据及算法

化学工程 2017年第11期45卷 73-78页

作者：李阳聂宏常东超辽宁石油化工大学理学院辽宁抚顺113001

针对具有强非线性、时变、有纯滞后等复杂特性的连续搅拌釜(CSTR)反应过程,提出了一种非线性鲁棒模型预测控制方法。先根据搅拌釜中物料反应和温度波动机理,强鲁棒性的系统参数假设在凸多面体中,然后,在温度工作稳定平衡点离散线性化具... 详细信息

针对具有强非线性、时变、有纯滞后等复杂特性的连续搅拌釜(CSTR)反应过程,提出了一种非线性鲁棒模型预测控制方法。先根据搅拌釜中物料反应和温度波动机理,强鲁棒性的系统参数假设在凸多面体中,然后,在温度工作稳定平衡点离散线性化具有高度非线性特点的系统方程。合理建立系统预报方程,提出可保成本性能指标函数并计算李雅普诺夫函数的差分。采用双线性和线性矩阵不等式(BMI和LMI)技术处理鲁棒模型预测控制系统,给出了保持较优性能条件下的闭环系统稳定性判定标准。其次,考虑稳定标准的条件中存在双线性矩阵不等式,设计相应的凸优化算法,便于利用matlab中LMI TOOLBOX求解。最后,通过系统仿真实验,与已有数值结果对比,说明了所提理论的正确性和算法的有效性、优越性。

关键词：连续搅拌釜模型预测控制鲁棒线性矩阵不等式

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连续搅拌釜的模糊多模型自适应控制

系统仿真学报 2009年第7期21卷 1959-1961页

作者：李晓理任威胡广大北京科技大学信息工程学院自动化系北京100083

多模型控制器是解决复杂非线性系统的控制问题的一个十分有效又易于实现的方法。针对化工过程连续搅拌釜的数学模型,在不同的工作点设计多个线性模型逼近被控对象的动态特性。并在此基础上,基于模糊控制器的设计原理,设计模糊多模型控制... 详细信息

多模型控制器是解决复杂非线性系统的控制问题的一个十分有效又易于实现的方法。针对化工过程连续搅拌釜的数学模型,在不同的工作点设计多个线性模型逼近被控对象的动态特性。并在此基础上,基于模糊控制器的设计原理,设计模糊多模型控制器,并对控制器的性能进行分析。仿真研究表明,此模糊多模型控制器作用于连续搅拌釜这个复杂的非线性被控对象,能够使系统的输出很好跟踪设定值。

关键词：多模型非线性系统连续搅拌釜模糊控制

不同桨型下含盘管的连续搅拌釜停留时间分布的研究

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高校化学工程学报 2022年第4期36卷 554-561页

作者：黄聪吴可君何潮洪浙江省化工高效制造技术重点实验室浙江大学化学工程与生物工程学院浙江杭州310027 浙江大学衢州研究院浙江衢州324000

用于含能化合物制备的连续釜式反应器通常安装有螺旋盘管,釜内流动情况复杂。研究搭建了一套含螺旋盘管的连续搅拌釜装置,对四斜叶桨(PBT)、推进桨(PRO)和翼型桨(CBY)作用下连续搅拌釜的停留时间分布进行了测定,并考察了桨型、进料流量... 详细信息

用于含能化合物制备的连续釜式反应器通常安装有螺旋盘管,釜内流动情况复杂。研究搭建了一套含螺旋盘管的连续搅拌釜装置,对四斜叶桨(PBT)、推进桨(PRO)和翼型桨(CBY)作用下连续搅拌釜的停留时间分布进行了测定,并考察了桨型、进料流量、搅拌转速、表观气速等因素对无因次方差的影响,同时考察了对有气体产生的体系在含盘管的连续搅拌釜中多级混合模型的适用性。研究结果表明:多级混合模型基本适用于对含盘管连续搅拌釜式反应器的非理想流动的描述,可用于含盘管连续搅拌釜式反应器的优化设计。当其他条件相同,随着搅拌转速、表观气速的增大,含盘管的连续搅拌釜的无因次方差逐渐增大。对于强放热反应,推荐使用四斜叶桨或推进桨,可以较好地增强釜内物料的混合。

关键词：连续搅拌釜螺旋盘管停留时间分布含能化合物

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连续搅拌釜反应系统的预测控制算法

东北师大学报（自然科学版） 2019年第1期51卷 49-54页

作者：李阳聂宏祝丹梅范传强辽宁石油化工大学理学院应用数学系辽宁抚顺113001

研究了具有强非线性、时变时滞、信号抖振等复杂特性的连续搅拌釜(CSTR)反应过程,提出了一种非线性鲁棒模型预测控制方法.首先在温度平衡点反馈线性化CSTR非线性模型,提出性能指标函数和李雅普诺夫函数进行稳定性分析.其次建立预报方程... 详细信息

研究了具有强非线性、时变时滞、信号抖振等复杂特性的连续搅拌釜(CSTR)反应过程,提出了一种非线性鲁棒模型预测控制方法.首先在温度平衡点反馈线性化CSTR非线性模型,提出性能指标函数和李雅普诺夫函数进行稳定性分析.其次建立预报方程并引入松弛变量,应用线性矩阵不等式(LMI)技术处理鲁棒模型预测控制系统,在控制输入信号有界的条件下,获得了系统稳定性的充分条件,并给出了相应的系统性能指标的半定规划算法.最后,通过系统MATLAB仿真实验,说明了所提理论的正确性和算法的正确性、优越性.

关键词：连续搅拌釜预报方程鲁棒控制线性矩阵不等式

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连续搅拌釜反应系统稳定性的BMI控制算法

计算机工程与应用 2015年第23期51卷 246-250页

作者：李阳聂宏辽宁石油化工大学理学院辽宁抚顺113001

针对具有强非线性、时变、有纯滞后等综合复杂性的连续搅拌釜(CSTR)反应过程,提出了一种非线性鲁棒模型BMI控制方法。该方法根据CSTR的机理,根据Lyapunov稳定性分析理论,将Lyapunov函数差分转化为双线性矩阵不等式(BMI)。该方法引入适... 详细信息

针对具有强非线性、时变、有纯滞后等综合复杂性的连续搅拌釜(CSTR)反应过程,提出了一种非线性鲁棒模型BMI控制方法。该方法根据CSTR的机理,根据Lyapunov稳定性分析理论,将Lyapunov函数差分转化为双线性矩阵不等式(BMI)。该方法引入适当的松弛矩阵,设计出了系统鲁棒稳定性判定的一个新算法,获得了相应闭环系统的状态反馈控制器,提高了算法的通用性,改善系统的性能。通过连续搅拌釜的仿真实验,说明了所提算法的正确性和有效性。

关键词：松弛矩阵时滞连续搅拌釜双线性矩阵不等式

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连续搅拌釜的非线性模型预测控制方法

控制工程 2017年第4期24卷 752-755页

作者：牛宏张向帅张思远辽宁石油化工大学理学院辽宁抚顺131001 辽宁石油化工大学信息与控制工程学院辽宁抚顺131001

针对具有强非线性、时变、有纯滞后等综合复杂性的连续搅拌釜(continuous stirred tank reactor,CSTR)反应过程,把无限时域鲁棒二次目标函数进行分解,构成新目标函数,并允许未来控制序列的第1个控制量作为自由决策变量的方式,提出了一... 详细信息

针对具有强非线性、时变、有纯滞后等综合复杂性的连续搅拌釜(continuous stirred tank reactor,CSTR)反应过程,把无限时域鲁棒二次目标函数进行分解,构成新目标函数,并允许未来控制序列的第1个控制量作为自由决策变量的方式,提出了一种非线性鲁棒模型预测控制方法,从而提高了算法的通用性,改善系统的性能。通过连续搅拌釜的实验研究,实验结果说明了所提算法的有效性。

关键词：连续搅拌釜非线性系统模型预测控制鲁棒控制

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苯乙烯连续搅拌釜式本体聚合工业过程模拟

高校化学工程学报 2002年第6期16卷 643-649页

作者：叶跃昇王嘉骏顾雪萍冯连芳王凯王文清浙江大学化学工程与生物工程学系聚合反应工程国家重点实验室浙江杭州310027 中石化齐鲁股份有限公司塑料厂山东淄博2554111

采用了机理分析建模法对苯乙烯工业本体预聚过程进行了模型化研究,并通过对流体在反应器中混合模式的分析,表明预聚釜可视作全混流(CSTR)反应器模型。此外对热聚合机理中的引发级数和终止反应进行了考察,利用预聚釜的工业数据确立了三... 详细信息

采用了机理分析建模法对苯乙烯工业本体预聚过程进行了模型化研究,并通过对流体在反应器中混合模式的分析,表明预聚釜可视作全混流(CSTR)反应器模型。此外对热聚合机理中的引发级数和终止反应进行了考察,利用预聚釜的工业数据确立了三分子引发、同时考虑偶合和歧化终止以及向溶剂链转移的反应机理模型,并选取了合适的动力学参数。然后利用工业装置采集的数据进行了模拟,从宏观转化率、平均分子量和微观分子量分布两个方面对模型进行了验证,模拟结果和工业数据符合得较好。该模型方程不仅能模拟稳态、非稳态预聚过程,同时也为装置开发新产品、改造扩建、优化操作方案等提供了理论基础。

关键词：苯乙烯连续搅拌釜本体聚合工业过程模拟聚苯乙烯

连续串联釜式反应器中苯酚羟化制苯二酚的催化剂活性分布

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华东理工大学学报（自然科学版） 2005年第1期31卷 22-26页

作者：曹贵平孙炜张明华朱中南华东理工大学国家重点化学工程实验室上海200237

在连续串联搅拌釜反应器(m-CSTR)中对铁复合氧化物催化剂作用下苯酚过氧化氢羟化制苯二酚体系中催化剂活性及其分布进行实验研究,结果表明:在催化剂使用过程中,催化剂活性衰减较快,得到催化剂活性与时间的关系式。为使m-CSTR中催化反应... 详细信息

在连续串联搅拌釜反应器(m-CSTR)中对铁复合氧化物催化剂作用下苯酚过氧化氢羟化制苯二酚体系中催化剂活性及其分布进行实验研究,结果表明:在催化剂使用过程中,催化剂活性衰减较快,得到催化剂活性与时间的关系式。为使m-CSTR中催化反应稳定进行,采用部分回用的方式进行操作,利用活性方程对m-CSTR中催化剂活性分布进行了计算。结果表明:随着回用比和回用次数的增加,催化剂的平均活性下降,回用比小于0.6时,催化剂的活性为开始活性的85%,可保持在较高的水平,产物组成也保持原有水平。串联釜级数对催化剂的活性及其分布、产物组成影响较小。

关键词：苯酚羟化活性及其分布连续搅拌釜

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基于微粒群优化的模型参考自适应控制

高技术通讯 2006年第3期16卷 262-266页

作者：徐志成张建明苏成立王树青浙江大学先进控制技术研究所工业控制技术国家重点实验室杭州310027

针对复杂非线性对象提出了一种基于微粒群优化（PSO）的PID自适应控制方法。通过运用PSO算法对PID控制器参数进行在线调整，使模型参考自适应控制达到理想的控制效果。将该方法引入到连续搅拌反应釜这一复杂的非线性系统，仿真结果表明... 详细信息

针对复杂非线性对象提出了一种基于微粒群优化（PSO）的PID自适应控制方法。通过运用PSO算法对PID控制器参数进行在线调整，使模型参考自适应控制达到理想的控制效果。将该方法引入到连续搅拌反应釜这一复杂的非线性系统，仿真结果表明了该方法的良好性能。

关键词：微粒群优化自适应控制连续搅拌釜