串级连续搅拌反应釜的模糊自适应命令滤波离散控制

1

作者 刘家硕 辛丽平 +1 位作者 张静 刘凯 《青岛理工大学学报》 CAS 2024年第5期120-131,162,共13页

针对串级连续搅拌反应釜系统,提出了一种基于命令滤波技术的模糊自适应离散控制方法。利用欧拉法对串级连续搅拌反应釜系统的数学模型进行离散化处理;引入命令滤波技术应对控制器设计过程中由反步法引起的非因果问题和“计算复杂性”问... 针对串级连续搅拌反应釜系统,提出了一种基于命令滤波技术的模糊自适应离散控制方法。利用欧拉法对串级连续搅拌反应釜系统的数学模型进行离散化处理;引入命令滤波技术应对控制器设计过程中由反步法引起的非因果问题和“计算复杂性”问题;借助模糊自适应控制和命令滤波相结合的方法简化控制器设计过程,缩减控制系统的在线计算量;利用差分李雅普诺夫函数证明闭环系统的稳定性;MATLAB仿真结果验证了所设计的控制器是有效可行的。与串级连续搅拌反应釜的现有连续控制方法相比,该控制策略具有更好的直观性和可实现性;与现有离散控制方法相比,该控制策略具有控制器结构简单、计算复杂度低、超调量小、控制输入量易实现等优点。 展开更多

关键词 串级连续搅拌反应釜 离散控制 命令滤波控制 自适应反步控制

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基于T-S模型的连续搅拌反应釜鲁棒L_2-L_∞控制 被引量：6

2

作者 李艳辉 冯岩 《吉林大学学报（信息科学版）》 CAS 2014年第3期247-253,共7页

为实现对连续搅拌反应釜(CSTR:Continuous Stirring Tank Reactor)系统在实际反应中的精确控制,根据CSTR反应特点,采用T-S模糊模型逼近非线性对象,研究鲁棒L2-L∞状态反馈控制问题。模型中将更易测量的反应器温度作为前件变量,模糊规则... 为实现对连续搅拌反应釜(CSTR:Continuous Stirring Tank Reactor)系统在实际反应中的精确控制,根据CSTR反应特点,采用T-S模糊模型逼近非线性对象,研究鲁棒L2-L∞状态反馈控制问题。模型中将更易测量的反应器温度作为前件变量,模糊规则少。应用平行分配补偿算法(PDC:Parallel Distributed Compensation),给出局部控制器的设计方法,并利用线性矩阵不等式(LMI:Linear Matrix Inequality)技术设计全局控制器,在此基础上把控制器的设计转化为一个凸优化的求解问题。最后仿真验证了该方法的有效性,从而可扩展到其他化学工业反应中。 展开更多

关键词 鲁棒L2-L∞性能 连续搅拌反应釜 T-S模糊模型 线性矩阵不等式

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模糊聚类学习算法在连续搅拌反应釜(CSTR)系统动态建模中的应用

3

作者 张颖 邵惠鹤 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第5期588-591,共4页

针对化工生产过程中一类强非线性对象的动态建模问题，采用模糊最近邻聚类学习算法对这类对象中有代表性的ＣＳＴＲ系统进行了模拟动态建模．仿真结果表明效果良好，且从算法的简便性、收敛性及运算速度上来说，优于一般的模糊辨识和神... 针对化工生产过程中一类强非线性对象的动态建模问题，采用模糊最近邻聚类学习算法对这类对象中有代表性的ＣＳＴＲ系统进行了模拟动态建模．仿真结果表明效果良好，且从算法的简便性、收敛性及运算速度上来说，优于一般的模糊辨识和神经网络辨识算法．从模型简化的思想出发，文中还对传统算法进行了适当的改进。 展开更多

关键词 模糊聚类 连续搅拌反应釜 CSTR 建模 学习算法

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考虑约束条件的串级连续搅拌反应釜的自适应命令滤波控制 被引量：1

4

作者 于波 辛丽平 刘家硕 《青岛理工大学学报》 CAS 2021年第5期62-72,共11页

提出了串级连续搅拌反应釜(CCSTRs)的具有输入输出约束的模糊自适应命令滤波控制,采用模糊逻辑系统克服系统动力学模型的非线性;借助命令滤波技术简化控制器的结构,从而减少控制器的在线计算量;利用Barrier Lyapunov函数(BLF)和输入饱... 提出了串级连续搅拌反应釜(CCSTRs)的具有输入输出约束的模糊自适应命令滤波控制,采用模糊逻辑系统克服系统动力学模型的非线性;借助命令滤波技术简化控制器的结构,从而减少控制器的在线计算量;利用Barrier Lyapunov函数(BLF)和输入饱和函数对系统的输入、输出进行约束;Lyapunov稳定性分析保证了闭环系统的稳定性和系统信号的有界性;Simulink模拟仿真验证了所提控制器能使输出信号精准快速地跟踪参考信号。与现存的控制器相比,该控制器结构简单、控制精度高,由于考虑了系统的输入、输出约束,更贴近于实际工业过程。 展开更多

关键词 串级连续搅拌反应釜 自适应反步法 命令滤波控制 Barrier Lyapunov函数 输入和输出约束

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基于反步法的串级连续搅拌反应釜离散时间模糊自适应控制 被引量：1

5

作者 刘家硕 辛丽平 孔晓涵 《青岛理工大学学报》 CAS 2021年第5期73-81,103,共10页

针对串级连续搅拌反应釜离散时间系统,基于欧拉法、自适应反步控制方法、模糊逻辑系统及李雅普诺夫稳定性分析设计了模糊自适应控制器。欧拉法对连续搅拌反应釜动态数学模型进行离散化处理;利用模糊逻辑系统的逼近特性去近似系统中存在... 针对串级连续搅拌反应釜离散时间系统,基于欧拉法、自适应反步控制方法、模糊逻辑系统及李雅普诺夫稳定性分析设计了模糊自适应控制器。欧拉法对连续搅拌反应釜动态数学模型进行离散化处理;利用模糊逻辑系统的逼近特性去近似系统中存在的非线性函数,减少在线计算量;自适应反步控制方法简化了控制器的设计过程;利用差分李雅普诺夫函数证明了闭环系统的稳定性。MATLAB仿真结果表明,所提出的控制方案能够保证闭环系统所有的信号都是最终有界的,跟踪误差也能收敛到一个无限接近于零的领域内,验证了所设计控制器的有效性。与现有控制方法相比,该控制方法不仅能够克服系统中存在的非线性问题,还具有在线计算量小、控制器结构简单的优点。 展开更多

关键词 自适应反步控制 离散时间系统 串级连续搅拌反应釜 模糊逻辑系统

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连续搅拌微生物电化学系统处理高浓度模拟废水的效能 被引量：1

6

作者 王海曼 曲有鹏 +1 位作者 何伟华 冯玉杰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期42-48,共7页

微生物电化学系统在面向实际废水处理时,表现出产电性能下降、出水水质差等缺点.为了提高其处理中高浓度、含发酵类底物废水的性能,将连续搅拌釜式反应器与之耦合,构建一体式连续搅拌微生物电化学系统(CSMER).确定系统的最佳运行条件:... 微生物电化学系统在面向实际废水处理时,表现出产电性能下降、出水水质差等缺点.为了提高其处理中高浓度、含发酵类底物废水的性能,将连续搅拌釜式反应器与之耦合,构建一体式连续搅拌微生物电化学系统(CSMER).确定系统的最佳运行条件:以连续流方式运行,在水力停留时间为12 h,进水COD浓度为6 000 mg·L^(-1)时,系统内4个电池的最大功率密度分别达(583±9),(562±7),(533±10)和(572±6)mW·m^(-2),COD去除率为(87.1±1.1)%,甲烷产率为(1.48±0.15)L·L^(-1)·d^(-1).与对照的连续搅拌釜式反应器相比,其COD去除率及甲烷产率分别提高了61.6%及244.2%.焦磷酸测序结果表明,CSMER底端的全混流搅拌区(CMZ)以Clostridium(10.0%)、Acidaminococcus(11.7%)及Lactococcus(10.8%)等水解发酵菌群为优势细菌菌属;顶端的微生物电化学区(MEZ)以产电菌Geobacter(14.5%)占优势.CSMER中相对复杂的细菌群落结构使其同时含有丰度较高的嗜乙酸产甲烷菌科(52.2%)和嗜氢产甲烷菌科(47.1%),而底端CMZ的厌氧消化过程与顶端MEZ的产电过程之间的协同作用是实现该系统性能优于对照反应器的主要原因. 展开更多

关键词 连续搅拌微生物电化学系统 连续搅拌釜式反应器 电能输出 COD去除率 焦磷酸测序

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基于ISSA-DELM算法的CSTR系统广义预测控制研究

7

作者 盛斌 张军 《现代电子技术》 北大核心 2024年第19期123-130,共8页

连续搅拌反应釜(CSTR)作为典型的聚合反应化工生产用到的设备,其在工作运行时具有强非线性、大滞后性和不确定性,用传统的方法难以建立精准的数学模型。文中根据一类CSTR反应过程采用Hammerstein-Wiener模型,使用高斯径向基函数的LS-SV... 连续搅拌反应釜(CSTR)作为典型的聚合反应化工生产用到的设备,其在工作运行时具有强非线性、大滞后性和不确定性,用传统的方法难以建立精准的数学模型。文中根据一类CSTR反应过程采用Hammerstein-Wiener模型,使用高斯径向基函数的LS-SVM分别对模型的两个非线性模块进行建模,并使用其建立的Hammerstein-Wiener模型作为广义预测控制的预测模型;针对广义预测控制的滚动优化环节,采用多策略改进的麻雀算法(ISSA)优化深度极限学习机(DELM)的混和优化算法策略,并利用基准函数测试改进麻雀算法的优越性;最后将混合优化算法应用在非线性CSTR对象上,经过实验证明,所提出的ISSA-DELM混合优化算法对CSTR系统具有较好的控制效果,并与未改进的SSA-DELM算法和DELM算法进行仿真结果对比,结果显示,文中算法控制效果明显优于SSA-DELM算法和传统的DELM算法。 展开更多

关键词 连续搅拌反应釜(CSTR) HAMMERSTEIN-WIENER模型 广义预测控制(GPC) 改进麻雀算法(ISSA) 深度极限学习机(DELM) 高斯径向基函数

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一类典型工业过程的 RBF 神经网络控制 被引量：5

8

作者 王旭东 邵惠鹤 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期122-126,共5页

根据一类典型工业过程的特点，提出了一种神经网络控制方案．该方法基于ＲＢＦ（ＲａｄｉａｌＢａｓｉｓＦｕｎｃｔｉｏｎ）神经网络辨识过程模型，然后在此模型基础上设计内模控制．利用连续搅拌反应釜（ＣＳＴＲ）系统进行仿真设计，... 根据一类典型工业过程的特点，提出了一种神经网络控制方案．该方法基于ＲＢＦ（ＲａｄｉａｌＢａｓｉｓＦｕｎｃｔｉｏｎ）神经网络辨识过程模型，然后在此模型基础上设计内模控制．利用连续搅拌反应釜（ＣＳＴＲ）系统进行仿真设计，结果表明方案有效． 展开更多

关键词 RBF神经网络 连续搅拌反应釜 辨识 内模控制

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基于双核独立元分析的化工过程故障诊断算法研究 被引量：5

9

作者 赵小强 钱君秀 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1004-1008,共5页

由于化工生产过程数据具有强非线性和非高斯性特征,提出了核主元分析与核独立元分析相结合的可用于化工过程故障诊断的双核独立元分析算法,该算法利用核主元分析的非线性核函数把数据从原空间映射到高维特征空间进行白化预处理,再用核... 由于化工生产过程数据具有强非线性和非高斯性特征,提出了核主元分析与核独立元分析相结合的可用于化工过程故障诊断的双核独立元分析算法,该算法利用核主元分析的非线性核函数把数据从原空间映射到高维特征空间进行白化预处理,再用核独立元分析算法进行独立元分析,在特征空间中获得故障监控统计量,计算控制置信限,达到有效的故障诊断.提出的算法应用在连续搅拌反应釜过程中,结果表明,该算法对化工过程故障诊断能有效提高准确度、降低漏报率和误报率. 展开更多

关键词 化工过程 故障诊断 双核独立元分析 连续搅拌反应釜过程

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基于模糊规则分类的分布式RBF网络软测量模型 被引量：6

10

作者 常玉清 王福利 《计量学报》 CSCD 北大核心 2002年第2期131-133,150,共4页

本文提出了一种利用基于模糊规则分类的分布式RBF网络来建立软测量模型的方法。该方法不但使样本数据的分类更加合理 ,而且在确定输入数据相对于各子网的隶属度时 ,计算量大大降低 ,从而提高了网络的估计速度。

关键词 模糊规划分类 分面式RBF网络 连续搅拌反应釜 工业过程 仿真 软测量模型

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一种基于免疫遗传算法的CSTR跟踪控制新方法 被引量：2

11

作者 罗小平 韦巍 陈国初 《石油大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2003年第3期109-111,118,共4页

对连续搅拌反应釜的跟踪控制问题进行了研究。通过模拟生物体的实际免疫行为设计出了实用化的免疫遗传算法 ,利用此算法对PID控制参数进行在线调整。仿真结果表明 。

关键词 免疫遗传算法 CSTR跟踪控制 连续搅拌反应釜 PID控制参数 在线调整

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一种新的CMAC自学习控制器

12

作者 薛云灿 简炜 《湖北汽车工业学院学报》 1999年第4期34-38,共5页

本文通过分析ＣＭＡＣ神经网络的学习机制和连续搅拌反应釜的结构，提出了一种自动选择学习率的ＣＭＡＣ自学习控制方法。给出了自学习控制器的结构和算法。并以连续搅拌反应釜模型为对象进行了仿真研究。这种网络每次学习少量参数，算... 本文通过分析ＣＭＡＣ神经网络的学习机制和连续搅拌反应釜的结构，提出了一种自动选择学习率的ＣＭＡＣ自学习控制方法。给出了自学习控制器的结构和算法。并以连续搅拌反应釜模型为对象进行了仿真研究。这种网络每次学习少量参数，算法简单。仿真结果表明所提出的控制器优于传统的ＰＩＤ控制器。 展开更多

关键词 CMAC网络 学习控制 自学习控制器 连续搅拌反应釜

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一种新的预测PID控制器 被引量：2

13

作者 付东波 田学民 《石油大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2004年第3期111-114,共4页

提出了一种新的预测PID控制器 ,通过将广义预测控制的控制律写成PID的形式 ,使PID控制器具有预测的功能。同时 ,在广义预测控制的性能指标中引入稳态误差加权项 ,用较小的预测时域和稳态条件代替较大的预测时域 ,从而减小了在线计算量... 提出了一种新的预测PID控制器 ,通过将广义预测控制的控制律写成PID的形式 ,使PID控制器具有预测的功能。同时 ,在广义预测控制的性能指标中引入稳态误差加权项 ,用较小的预测时域和稳态条件代替较大的预测时域 ,从而减小了在线计算量。在连续搅拌反应釜 (CSTR)上进行的仿真试验验证了该技术的可行性 ,新控制器的控制性能优于普通的预测PID控制器。 展开更多

关键词 PID控制器 连续搅拌反应釜 CSTR 冷却剂 自动控制系统 CARIMA

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基于反步法的CSTR神经网络非奇异自适应控制 被引量：5

14

作者 王庆超 于占东 《吉林大学学报（信息科学版）》 CAS 2006年第1期28-35,共8页

针对一类参数不确定连续搅拌釜式反应釜(CSTR:Continues Stirred-Tank Reactors)系统中的参数不确定性,研究了一种基于反步(Backstepp ing)方法的神经网络自适应控制器。该控制器采用多层神经网络,可较好地逼近系统的复杂非线性动态,网... 针对一类参数不确定连续搅拌釜式反应釜(CSTR:Continues Stirred-Tank Reactors)系统中的参数不确定性,研究了一种基于反步(Backstepp ing)方法的神经网络自适应控制器。该控制器采用多层神经网络,可较好地逼近系统的复杂非线性动态,网络权值能在系统先验知识不多的情况下在线调整,更新律可用Lya-punov综合法在线获得;通过构造类加权形式Lyapunov函数,使控制器能有效处理自适应控制中可能的奇异性问题。系统仿真验证了方法的有效性和可行性。结果表明:该控制器能保证闭环系统全局稳定,并对系统参数的不确定性和有界干扰具有一定的鲁棒性。 展开更多

关键词 连续搅拌釜式反应釜 反步法 神经网络自适应控制 非奇异

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基于支持向量机的化工过程故障诊断 被引量：7

15

作者 陈剑雪 侍洪波 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期315-317,共3页

引入了基于统计学习理论的支持向量机技术,以连续搅拌釜式反应器——CSTR模型为例,研究了非线性化工复杂反应过程的故障诊断问题。实验结果表明,支持向量机方法与传统故障诊断方法相比,具有更好的精度、速度以及适应性。

关键词 故障诊断 连续搅拌釜式反应器 支持向量机 BP神经网络 小波网络

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基于粒子群优化的神经网络容错控制算法 被引量：1

16

作者 周立群 张晓琴 +2 位作者 李书臣 苏成利 翟春艳 《石油化工高等学校学报》 CAS 2011年第3期95-98,共4页

针对一类非线性系统的传感器故障,将故障诊断与容错控制方法相结合,提出了一种容错控制方法。用BP网络建立传感器故障模型,并用粒子群算法来训练BP网络的参数,在线估计系统的状态和故障参数。然后将故障参数与修正的Bayes分类算法相结合... 针对一类非线性系统的传感器故障,将故障诊断与容错控制方法相结合,提出了一种容错控制方法。用BP网络建立传感器故障模型,并用粒子群算法来训练BP网络的参数,在线估计系统的状态和故障参数。然后将故障参数与修正的Bayes分类算法相结合,对传感器故障在线检测、分离和估计,通过补偿算法,实现容错控制。对连续搅拌釜式反应器(CSTR)的仿真结果表明,该方法收敛性好,对传感器故障具有很强的容错能力。 展开更多

关键词 故障诊断 容错控制 BP神经网络 粒子群优化算法 连续搅拌釜式反应器

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基于神经网络的容错控制方法在CSTR中的应用研究 被引量：1

17

作者 李秀琴 源倪 《石油化工应用》 CAS 2008年第4期66-70,共5页

针对一个连续搅拌釜式反应器,将容错控制(FTC)与故障诊断(FDD)方法相结合,提出了一种关于传感器故障的容错控制方法。用RBF神经网络建立传感器故障模型,对系统的状态和故障参数进行在线估计,将故障参数与修正的Bayes分类算法相结合,进... 针对一个连续搅拌釜式反应器,将容错控制(FTC)与故障诊断(FDD)方法相结合,提出了一种关于传感器故障的容错控制方法。用RBF神经网络建立传感器故障模型,对系统的状态和故障参数进行在线估计,将故障参数与修正的Bayes分类算法相结合,进行传感器故障的在线检测、分离和估计。当传感器发生故障时,认为是系统处于不同的工作模式,利用估计出的状态值在线训练神经网络控制器的参数,使网络适应系统新的(故障)状态,维持系统性能。仿真结果表明,方法具有很强的关于传感器故障的容错能力。 展开更多

关键词 故障检测 容错控制 神经网络 连续搅拌釜式反应器

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化学工程

18

《石油石化节能与减排》 1995年第2期54-55,共2页

TQ018 TQ320.51 9502326连续搅拌釜式丙烯聚合反应器的模拟;(Ⅰ)反应器的定态模拟[刊]/陈欠平,王弘轼...(华东理工大学)//化学反应工程与工艺.—1994,10(1).—32～39 根据引进工业装置,从宏观动力学人手,建立了丙烯液相本体聚合连续搅... TQ018 TQ320.51 9502326连续搅拌釜式丙烯聚合反应器的模拟;(Ⅰ)反应器的定态模拟[刊]/陈欠平,王弘轼...(华东理工大学)//化学反应工程与工艺.—1994,10(1).—32～39 根据引进工业装置,从宏观动力学人手,建立了丙烯液相本体聚合连续搅拌釜式反应器的定态数学模型。用改进牛顿法求非线性方程组。在带有夹套冷却和汽相冷凝回流的连续搅拌釜中,以不稳定的定态点为操作点,用上述模型进行了模拟计算,考察了进料温度、进料流量、夹套冷却水入口温度和流量、 展开更多

关键词 化学反应工程 连续搅拌釜式反应器 数学模型 模拟计算 宏观动力学 非线性方程组 研究进展 本体聚合 换热网络 工艺

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