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间歇蒸煮过程的降阶模型与蒸煮终点卡伯值预测控制研究
1
作者
刘守元
魏代兴
+6 位作者
刘聪汉
宋晓轩
辛丽平
江才嘉
吴永玲
范锐
孙荣荣
《中国造纸学报》
北大核心
2025年第2期164-172,共9页
本研究提出一种基于子空间辨识的模型预测控制(MPC)算法,通过扩展普渡模型对间歇蒸煮制浆过程中固相、自由液相和截留液相的组分浓度变化进行模拟仿真,采用子空间系统辨识的数值算法(N4SID)对非线性间歇蒸煮过程的动力学模型进行降阶,...
本研究提出一种基于子空间辨识的模型预测控制(MPC)算法,通过扩展普渡模型对间歇蒸煮制浆过程中固相、自由液相和截留液相的组分浓度变化进行模拟仿真,采用子空间系统辨识的数值算法(N4SID)对非线性间歇蒸煮过程的动力学模型进行降阶,建立低维降阶状态空间模型,并引入龙伯格观测器对其状态变量进行在线估计,结合MPC策略,实现间歇蒸煮过程的精确控制。Matlab仿真结果表明,在开发的MPC算法作用下,系统能够抑制蒸煮过程中的卡伯值波动,确保蒸煮终点的纸浆卡伯值达到预设值且误差≤2%;所建立的间歇蒸煮过程4阶状态空间模型与扩展普渡模型拟合度可达99.80%,能较好与真实系统匹配,有效减少预测控制算法的计算复杂度。
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关键词
间歇蒸煮过程
卡伯值
扩展普渡模型
模型
降阶
模型
预测控制
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职称材料
题名
间歇蒸煮过程的降阶模型与蒸煮终点卡伯值预测控制研究
1
作者
刘守元
魏代兴
刘聪汉
宋晓轩
辛丽平
江才嘉
吴永玲
范锐
孙荣荣
机构
青岛理工大学信息与控制工程学院
出处
《中国造纸学报》
北大核心
2025年第2期164-172,共9页
基金
山东省自然科学基金(ZR2021MF076、ZR2016FB04)
山东省重点研发项目(2018GHY115025)
+1 种基金
中国博士后面上项目(2018M642611)
国家自然科学基金(201606141、62303258)。
文摘
本研究提出一种基于子空间辨识的模型预测控制(MPC)算法,通过扩展普渡模型对间歇蒸煮制浆过程中固相、自由液相和截留液相的组分浓度变化进行模拟仿真,采用子空间系统辨识的数值算法(N4SID)对非线性间歇蒸煮过程的动力学模型进行降阶,建立低维降阶状态空间模型,并引入龙伯格观测器对其状态变量进行在线估计,结合MPC策略,实现间歇蒸煮过程的精确控制。Matlab仿真结果表明,在开发的MPC算法作用下,系统能够抑制蒸煮过程中的卡伯值波动,确保蒸煮终点的纸浆卡伯值达到预设值且误差≤2%;所建立的间歇蒸煮过程4阶状态空间模型与扩展普渡模型拟合度可达99.80%,能较好与真实系统匹配,有效减少预测控制算法的计算复杂度。
关键词
间歇蒸煮过程
卡伯值
扩展普渡模型
模型
降阶
模型
预测控制
Keywords
batch cooking process
Kappa number
extended Purdue model
model order reduction
model-predictive control
分类号
TS75 [轻工技术与工程—制浆造纸工程]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
间歇蒸煮过程的降阶模型与蒸煮终点卡伯值预测控制研究
刘守元
魏代兴
刘聪汉
宋晓轩
辛丽平
江才嘉
吴永玲
范锐
孙荣荣
《中国造纸学报》
北大核心
2025
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