连续搅拌釜式反应器的鲁棒最优控制 被引量：12

1

作者 朱群雄 王军霞 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期4114-4120,共7页

针对一类带不确定性的连续搅拌釜式反应器,提出基于滑模控制理论的鲁棒最优控制算法。输入输出线性化方法用于线性化对象模型,假设系统的不确定因素有界,滑模面采用积分型滑模面以确保系统稳态误差为零,将线性二次型理论用于等效控制律... 针对一类带不确定性的连续搅拌釜式反应器,提出基于滑模控制理论的鲁棒最优控制算法。输入输出线性化方法用于线性化对象模型,假设系统的不确定因素有界,滑模面采用积分型滑模面以确保系统稳态误差为零,将线性二次型理论用于等效控制律的设计中,保证了系统的性能指标最优,自适应滑模切换控制增益的选取在降低系统抖振的前提下补偿了系统的不确定因素及外部扰动,实现了控制器的鲁棒最优。通过仿真实验表明,提出的控制器对匹配的不确定性因素及外部扰动具有鲁棒性,且闭环系统的性能指标最优。 展开更多

关键词 滑模控制 连续搅拌釜式反应器 不确定非线性系统 鲁棒最优控制 反馈线性化

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连续搅拌釜式反应器放热反应失控事故预防 被引量：8

2

作者 刘秀玉 蒋军成 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 2006年第11期140-144,共5页

运用敏感度方法研究连续搅拌釜式反应器(CSTR)放热反应的参数敏感性行为及规律,探讨CSTR反应器的安全操作区域和敏感操作区域。研究发现:无因次活化能小于4的反应系统,其整个操作参数空间都是安全的;无因次活化能大于4的反应系统,只有... 运用敏感度方法研究连续搅拌釜式反应器(CSTR)放热反应的参数敏感性行为及规律,探讨CSTR反应器的安全操作区域和敏感操作区域。研究发现:无因次活化能小于4的反应系统,其整个操作参数空间都是安全的;无因次活化能大于4的反应系统,只有选择无因次活化能小于其临界值,反应系统才能安全、稳定地运行;临界无因次反应热的值与无因次丹克莱尔数和无因次反应热有关;丹克莱尔数和无因次反应热越大,则临界无因次反应热越小,安全操作区域也越小。 展开更多

关键词 连续搅拌釜式反应器 参数敏感 热失控 反应失控 飞温 事故预防

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连续搅拌釜式反应器的自耦比例–积分–微分控制 被引量：3

3

作者 白家赞 曾喆昭 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1065-1070,共6页

针对一类参数不确定的连续搅拌釜式反应器,使用了一种与被控对象无关的自耦比例–积分–微分(autocoupling proportional-integral-differential,ACPID)控制方法.该方法将系统内部所有不确定因素及外部扰动定义为一个总扰动,建立了以总... 针对一类参数不确定的连续搅拌釜式反应器,使用了一种与被控对象无关的自耦比例–积分–微分(autocoupling proportional-integral-differential,ACPID)控制方法.该方法将系统内部所有不确定因素及外部扰动定义为一个总扰动,建立了以总扰动为激励的受控误差系统,并根据ACPID镇定规则建立了连续搅拌釜式反应器(continuous stirred tank reactor,CSTR)的ACPID控制系统.理论分析了ACPID控制系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性.仿真结果表明了ACPID控制系统的有效性,在CSTR稳态调节控制领域具有重要的应用价值. 展开更多

关键词 连续搅拌釜式反应器 不确定非线性系统 自耦PID控制 鲁棒稳定性 抗扰动鲁棒性

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基于扰动补偿的连续搅拌釜式反应器自适应积分滑模控制

4

作者 王素珍 刘建锋 +2 位作者 孙国法 代明星 靳奉祥 《济南大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第3期258-264,共7页

针对化工工程中连续搅拌釜式反应器难以稳定控制的问题,提出一种基于自适应积分滑模控制的方法;根据连续搅拌釜式反应器系统结构建立的被控系统模型分别设计有限时间状态观测器和扰动观测器,通过观测器的估计结果对未知扰动信号进行补偿... 针对化工工程中连续搅拌釜式反应器难以稳定控制的问题,提出一种基于自适应积分滑模控制的方法;根据连续搅拌釜式反应器系统结构建立的被控系统模型分别设计有限时间状态观测器和扰动观测器,通过观测器的估计结果对未知扰动信号进行补偿;基于系统的跟踪误差,引入积分滑模面,设计自适应变比例增益趋近律来消除系统抖振;利用Lyapunov函数证明控制系统的稳定性。仿真结果表明,该控制方法具有良好的抗干扰性能,能够实现对连续搅拌釜式反应器系统的稳定控制。 展开更多

关键词 非线性系统建模 状态观测 自适应积分滑模控制 连续搅拌釜式反应器 扰动观测

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连续搅拌反应釜系统的自抗扰控制 被引量：11

5

作者 杨慧中 苏思贤 《控制工程》 CSCD 北大核心 2011年第3期369-372,457,共5页

针对连续搅拌反应釜系统(CSTR)大滞后,大惯性以及动态特性随工况不确定性变化的特点,通过设计参数可调的跟踪微分器和扩张状态观测器,改进经典PID算法的固有缺陷,提出不依赖于精确CSTR模型的离散自抗扰控制方案.采用西门子新一代工业可... 针对连续搅拌反应釜系统(CSTR)大滞后,大惯性以及动态特性随工况不确定性变化的特点,通过设计参数可调的跟踪微分器和扩张状态观测器,改进经典PID算法的固有缺陷,提出不依赖于精确CSTR模型的离散自抗扰控制方案.采用西门子新一代工业可编程控制器-SIMATIC PCS7在多功能过程与控制系统的CSTR实验仿真对象上实现了温度的稳定控制.试验结果表明,用ADRC技术建立的连续搅拌反应釜控制系统对被控对象模型的不确定性和外部扰动变化具有较强的适应性和鲁棒性,动态性能良好. 展开更多

关键词 连续搅拌釜式反应器系统 多功能过程与控制系统 自抗扰控制 SIMATIC PCS7

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一种基于PWA模型的控制策略在连续搅拌反应釜中的应用 被引量：3

6

作者 王宇红 杨璞 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期865-870,共6页

在化工系统实际运行过程中,常常会出现一些不正常的工作状态,为了使系统运行状态能够避开这些不正常的工作状态,往往需要对控制器进行重构。针对这种情况,本文阐述了一种基于分段仿射模型的控制策略,该控制策略采用显式模型预测控制算... 在化工系统实际运行过程中,常常会出现一些不正常的工作状态,为了使系统运行状态能够避开这些不正常的工作状态,往往需要对控制器进行重构。针对这种情况,本文阐述了一种基于分段仿射模型的控制策略,该控制策略采用显式模型预测控制算法对系统进行控制,当检测到系统出现异常工作点时,先对系统进行形式验证,根据验证结果,再决定是否进行控制器重构,这样,既大大节约了生产时间和成本,也提高了控制效率。将该控制策略应用到连续搅拌反应釜系统中,取得了显著的应用成效。 展开更多

关键词 分段仿射模型 显式模型预测控制 形式验证 连续搅拌反应釜 动态仿真

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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

7

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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阶梯式有约束非线性预测控制及其应用 被引量：4

8

作者 陈薇 吴刚 +2 位作者 阎镜予 凌青 郑涛 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第18期4226-4228,4234,共4页

非线性预测控制需要在每个采样周期内求解非凸非线性规划。针对在线求解的计算复杂性,提出基于阶梯控制的非线性预测控制算法,在每个采样周期,采用阶梯式控制策略,精确求解当前控制量,减少非线性规划决策变量的维数,降低了在线计算量,... 非线性预测控制需要在每个采样周期内求解非凸非线性规划。针对在线求解的计算复杂性,提出基于阶梯控制的非线性预测控制算法,在每个采样周期,采用阶梯式控制策略,精确求解当前控制量,减少非线性规划决策变量的维数,降低了在线计算量,减少计算时间,提高了算法的快速性。仿真和实控结果表明,本算法具有良好的可行性和控制效果。 展开更多

关键词 非线性预测控制 阶梯式控制 双容水箱 连续搅拌釜式反应器

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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

9

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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结构逼近式网络和并联网络对CSTR的建模比较 被引量：1

10

作者 李晓光 曹柳林 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期923-927,共5页

利用一种新的混合神经网络的建模方法-结构逼近式混合神经网络对一类典型的化工连续搅拌釜反应(CSTR)过程建立了数学模型。介绍了这类混合神经网络的基本特性、拓扑结构和训练方法。该方法充分利用了已知非线性系统的结构信息和特点,使... 利用一种新的混合神经网络的建模方法-结构逼近式混合神经网络对一类典型的化工连续搅拌釜反应(CSTR)过程建立了数学模型。介绍了这类混合神经网络的基本特性、拓扑结构和训练方法。该方法充分利用了已知非线性系统的结构信息和特点,使神经网络"灰盒"化,更好地解释和描述系统各变量间的因果关系,从而提高网络的建模精度。并利用两种不同的网络验证方法,将结构逼近式混合神经网络和一类典型的"黑箱"模型-并联混合神经网络做了比较说明,结果证明了方法的有效性。 展开更多

关键词 结构逼近式神经网络 并联神经网络 建模 连续搅拌釜反应器

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一类双变量化学振荡反应方程的极限环求解

11

作者 王麟 汪海玲 《广西师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期167-174,共8页

本文研究一类双变量化学振荡反应方程的极限环求解问题。为了求解这类方程,首先将双变量化学振荡反应方程简化为一般形式的Liénard方程;然后采用摄动增量法对该方程进行极限环求解;接着以摄动阶段得到的零阶摄动解为起点,增量阶段... 本文研究一类双变量化学振荡反应方程的极限环求解问题。为了求解这类方程,首先将双变量化学振荡反应方程简化为一般形式的Liénard方程;然后采用摄动增量法对该方程进行极限环求解;接着以摄动阶段得到的零阶摄动解为起点,增量阶段逐步迭代逼近,最终得到方程的极限环;最后通过连续搅拌釜式反应器和糖酵解振荡反应的实例来验证摄动增量法,并与数值积分法进行比较,结果显示两者高度一致。该研究证明了摄动增量法在处理此类非线性动力学方程极限环问题中的有效性。 展开更多

关键词 LIÉNARD方程 摄动增量法 极限环 连续搅拌釜式反应器 糖酵解振荡反应

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CSTR工艺与控制系统的集成优化设计方法 被引量：5

12

作者 周猛飞 李龙 +2 位作者 肖成松 蔡亦军 潘海天 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期170-174,共5页

与传统的序贯设计方法相比,过程工艺与控制系统的集成优化设计可较大地提高过程的可操作性和经济性能,但基于常规动态优化的集成设计问题求解困难。采用最优控制和分层优化策略的思想,将线性二次调节器(LQR)嵌入到过程工艺与控制系统集... 与传统的序贯设计方法相比,过程工艺与控制系统的集成优化设计可较大地提高过程的可操作性和经济性能,但基于常规动态优化的集成设计问题求解困难。采用最优控制和分层优化策略的思想,将线性二次调节器(LQR)嵌入到过程工艺与控制系统集成设计框架中,以降低集成优化设计问题的求解难度。将该方法应用于连续搅拌釜式反应器(CSTR)的设计中,通过与传统的序贯设计方法相比较,表明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 集成优化 连续搅拌釜式反应器 线性二次调节器 工艺设计

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基于支持向量机的化工过程故障诊断 被引量：7

13

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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微型工业反应器的性能检验及其数字特征 被引量：3

14

作者 李德华 何凤娥 傅晓军 《华中师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2000年第2期200-204,共5页

采用脉冲示踪应答技术对多釜串联的微型工业反应器的单釜、二釜和三釜串联模型进行了 RTD测定 ,借助计算机对各模型进行数字特征计算 ,并在 Excel中标绘出各模型的 E( θ) -θ关系曲线 .由最小二乘法对单釜实验数据回归的结果表明 ,该... 采用脉冲示踪应答技术对多釜串联的微型工业反应器的单釜、二釜和三釜串联模型进行了 RTD测定 ,借助计算机对各模型进行数字特征计算 ,并在 Excel中标绘出各模型的 E( θ) -θ关系曲线 .由最小二乘法对单釜实验数据回归的结果表明 ,该反应器液相混合均能满足全混流假设 .与其它反应器相比 ,它具有较好的传热及传质特性 ,为以化工开发为目标的连续流动体系的宏观动力学研究提供了依据 . 展开更多

关键词 连续搅拌釜式反应器 微型工业反应器 性能检验

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基于鲁棒模型优化的工艺设计与控制系统集成 被引量：1

15

作者 周猛飞 陶飞 +2 位作者 王矿磊 蔡亦军 潘海天 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期69-73,78,共6页

采用一种基于鲁棒模型优化方法求解工艺设计与控制集成问题,其核心思想是采用参数不确定状态空间模型描述闭环系统的非线性行为,基于该模型以及二次李雅普诺夫函数可估计系统在外部扰动作用下过程变量变化的最大边界,同时也可测试系统... 采用一种基于鲁棒模型优化方法求解工艺设计与控制集成问题,其核心思想是采用参数不确定状态空间模型描述闭环系统的非线性行为,基于该模型以及二次李雅普诺夫函数可估计系统在外部扰动作用下过程变量变化的最大边界,同时也可测试系统的鲁棒稳定性。该方法避免了求解集成优化问题常用的动态优化方法,可将其转化成一个非线性规划问题。该方法应用于CSTR反应过程的集成优化设计中,结果表明在存在外部扰动时,不仅可以保证过程的经济性能和动态性能,也可保证系统的鲁棒稳定性。 展开更多

关键词 集成优化 工艺设计 鲁棒控制 动态优化 连续搅拌釜式反应器

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基于成长遗传算法的非线性模型预测控制及仿真 被引量：1

16

作者 阎镜予 陈薇 孙德敏 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第14期3293-3297,共5页

非线性预测控制在每个控制周期需要求取控制量,其实质为非线性优化问题。标准遗传算法时间消耗较大,难以用于控制周期较小的系统。首先证明了基于种子策略和精英保存策略的遗传算法能够保证闭环控制系统的渐进稳定性;继而模拟自然界成... 非线性预测控制在每个控制周期需要求取控制量,其实质为非线性优化问题。标准遗传算法时间消耗较大,难以用于控制周期较小的系统。首先证明了基于种子策略和精英保存策略的遗传算法能够保证闭环控制系统的渐进稳定性;继而模拟自然界成长过程,利用成长算子改进算法框架,并用爬山法进行实现。在具有强烈非线性的连续搅拌釜式反应器模型上进行仿真试验。试验结果表明,在不损失控制效果的情况下,成长遗传算法有效的降低了时间消耗。 展开更多

关键词 成长遗传算法 非线性预测控制 时间消耗 连续搅拌釜式反应器

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2-CSTRs两相厌氧消化系统在不同乙醇回收率下的联合产能 被引量：2

17

作者 万松 李永峰 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期2027-2032,共6页

以2-CSTRs（连续流搅拌釜式反应器）两相厌氧消化系统的能量转化率为主要研究对象,以氢气、乙醇及甲烷为目标产物,在不同有机负荷下,通过控制反应参数使产氢相反应器内部环境呈现乙醇型发酵状态,并将产氢相出水经回收乙醇后作为产甲烷... 以2-CSTRs（连续流搅拌釜式反应器）两相厌氧消化系统的能量转化率为主要研究对象,以氢气、乙醇及甲烷为目标产物,在不同有机负荷下,通过控制反应参数使产氢相反应器内部环境呈现乙醇型发酵状态,并将产氢相出水经回收乙醇后作为产甲烷相反应基质,研究在不同乙醇回收率下2-CSTRs两相厌氧消化系统产能效率.结果表明：当乙醇回收率在0~50%范围内时,系统产能率、能量转化率及基质降解率随乙醇回收率的增加而增加.当乙醇回收率控制在50%时系统可获得最佳运行结果,与未回收乙醇时相比,系统的日产能率平均高约32.63%,能量转化率平均高约17.53%,基质降解率平均高约12.85%. 展开更多

关键词 连续流搅拌釜式反应器(CSTR) 两相厌氧消化系统 基质降解率 能量转化率

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神经网络内模控制在CSTR系统仿真中的应用 被引量：2

18

作者 吕淑萍 马亮 《机床与液压》 北大核心 2010年第14期87-89,70,共4页

针对CSTR系统的非线性和滞后特性,研究基于神经网络的内模控制的结构和性质。在分析CSTR系统特性基础上,采用神经网络内模控制算法完成控制器设计;用BP网络建立CSTR系统模型和控制器,使用LMBP算法对神经网络权值进行在线调整;为验证该... 针对CSTR系统的非线性和滞后特性,研究基于神经网络的内模控制的结构和性质。在分析CSTR系统特性基础上,采用神经网络内模控制算法完成控制器设计;用BP网络建立CSTR系统模型和控制器,使用LMBP算法对神经网络权值进行在线调整;为验证该设计方案,在MPCE-1000多功能过程控制实验平台下,对CSTR系统进行仿真分析。仿真结果表明:该方法优于传统的PID控制算法,具有良好的动、静态性能,解决了非线性、滞后等环节的影响。 展开更多

关键词 内模控制 神经网络 连续搅拌釜式反应器 仿真

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基于GM(1,1)的CSTR故障预报 被引量：1

19

作者 董立立 黄道 《控制工程》 CSCD 2005年第S2期164-166,170,共4页

应用灰预测模型对连续搅拌式反应釜进行了状态预报检验,并给出了的灰建模过程。结果表明,根据自身数据建立动态微分方程再预报自身发展的灰预测是可行的,该预测模型计算简便、结果可靠。该方法能够及早判明故障的发展趋势及对设备的危... 应用灰预测模型对连续搅拌式反应釜进行了状态预报检验,并给出了的灰建模过程。结果表明,根据自身数据建立动态微分方程再预报自身发展的灰预测是可行的,该预测模型计算简便、结果可靠。该方法能够及早判明故障的发展趋势及对设备的危害程度,避免了灾难性的事故发生,为故障状态下的设备停车与否提供决策指导,维护设备安全和长周期的运行。 展开更多

关键词 灰理论 连续搅拌式反应釜 设备状态 动态预报

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基于径向基神经网络的广义预测控制研究及应用 被引量：1

20

作者 吕淑萍 马亮 《机床与液压》 北大核心 2008年第B07期279-282,共4页

实际工业生产过程中常含有非线性、滞后环节,特别是在化工、冶炼等生产过程中尤为显著。连续搅拌釜式反应(CSTR)在反应过程中会产生大量的反应热,及时地移去反应热保证生产正常进行是控制的主要目标。采用了基于神经网络的预测控制来解... 实际工业生产过程中常含有非线性、滞后环节,特别是在化工、冶炼等生产过程中尤为显著。连续搅拌釜式反应(CSTR)在反应过程中会产生大量的反应热,及时地移去反应热保证生产正常进行是控制的主要目标。采用了基于神经网络的预测控制来解决非线性、滞后等环节的影响。讨论了广义预测控制的基本结构与原理,研究了广义预测控制算法的预测模型、反馈校正、滚动优化。选取径向基(RBF)网络建立了系统的多步预测模型,并对连续搅拌釜式反应过程进行了仿真。仿真结果表明,基于RBF神经网络的广义预测控制器具有良好的自适应性、鲁棒性和抗干扰能力。 展开更多

关键词 神经网络 连续搅拌釜式反应(CSTR) 广义预测控制(GPC)

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