一种反应釜温度混合控制方法   0    0

本发明涉及一种反应釜温度混合控制方法。现有方法控制效果不好，不适应节能减排及环保的需求。本发明方法首先采用典型的响应曲线法设计反应釜温度过程的比例积分微分控制器，然后利用反应釜温度实时过程数据建立非最小化模型预测函数控制器所需的过程模型，再设计非最小化模型预测函数比例积分微分控制器，根据目标函数得到当前的控制参数值。本发明提出的控制方法可以有效减少反应釜温度工艺参数与实际反应釜温度工艺参数之间的误差，进一步弥补了传统控制器的不足，同时保证控制装置操作在最佳状态，使生产过程的反应釜温度工艺参数达到严格控制。

1.一种反应釜温度混合控制方法，其特征在于该方法的具体步骤是：
步骤(1).采用响应曲线法设计反应釜温度过程的比例积分微分控制器，具体方法是：
Ⅰ.将反应釜温度过 程的比例积分微分控 制器停留在手动操作状
态，操作拨盘使其输出有阶跃变化，由记录仪表记录反应釜温度的输出值 ，将其转换成无量纲形式 ，具体是：
其中， 是反应釜温度输出值 的稳态值；
Ⅱ.选取满足 的两个计算点 和 ，依据下式计算比例积
分微分控制器所需要的参数 、 ：
其中，为反应釜温度过程的比例积分微分控制器输出的阶跃变化幅度， 分别是计算比例积分微分控制器所需要的增益、时间常数和滞后参数；
Ⅲ.计算反应釜温度过程的比例积分微分控制器的参数，具体是：
其中 为比例积分微分控制器的比例参数， 为比例积分微分控制器的积分参数，分别为比例积分微分控制器的微分参数；
步骤(2).利用反应釜温度实时过程数据建立非最小化模型预测函数控制器所需的过程模型，具体方法是：
首先建立反应釜温度实时运行数据库，将过程的比例积分微分控制器停留在自动操作状态，操作拨盘使其输入有阶跃变化，通过数据采集装置采集 组实时过程运行数据，将采集的实时过程运行数据作为数据驱动的样本集合，表示为 ， ，
表示第 组工艺参数的输入数据， 表示第 组工艺参数的输出值；
然后以该反应釜温度实时过程运行数据集合为基础建立基于最小二乘法的离散差分方程形式的局部受控自回归滑动平均模型：
其中， 表示当前时刻过程模型的工艺参数的输出值， 表示过程模型的工艺参数的过去时刻的输入和输出数据的集合， 表示当前过程模型工艺参数对应的控制变量， 为当前的递推步数， 表示通过辨识得到的模型参数的集合， 表示矩阵的转置，分别为对应实际过程的输出变量阶次、输入变量阶次、实际过程的时滞；
采用的辨识手段为：
其中， 和 为辨识中的两个矩阵， 为遗忘因子，为单位矩阵；
步骤(3).设计非最小化模型预测函数比例积分微分控制器，具体方法是：
a.将步骤(2)建立的过程模型转化为差分模型形式：
其中， 是差分算子， 为通过转换模型得到的相关系数，
为对应实际过程的输入和输出变量的统一阶次；
b.选取
进一步将步骤a的模型转化为状态空间输入输出模型：
其中具体的转化参数矩阵为

c.依据步骤b建立用于非最小化模型预测函数比例积分微分控制器设计的非最小化参数模型：

=
其中，
，
， ， 为相应的参数矩阵；
d.依据步骤c计算出的模型参数整定非最小化模型预测函数比例积分微分控制器的参数，具体方法是：
①建立多步最优预测输出

其中，

参数 ，
为实际反应釜温度的测量值；
②建立非最小化模型预测函数比例积分微分控制器的参考轨迹 和目标函数 ；
其中， 为各个时刻的输出参考轨迹；
③依据②的目标函数得到当前的控制参数值
。