变风量系统用智能风阀流量检测模型

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作者 黄瑶瑶 李灵至 +2 位作者 蔡慧 蔡文剑 尹招琴 《流体机械》 北大核心 2025年第2期58-64,共7页

针对现有智能风阀流量检测模型无法准确描述阀片角度和风流量之间关系的问题,基于伯努利方程分析阀片角度与流量系数之间的函数关系,由于风阀阀片的转动会不可避免地改变管道内的气流分布,阀片角度的改变将影响流量系数,进而在流量检测... 针对现有智能风阀流量检测模型无法准确描述阀片角度和风流量之间关系的问题,基于伯努利方程分析阀片角度与流量系数之间的函数关系,由于风阀阀片的转动会不可避免地改变管道内的气流分布,阀片角度的改变将影响流量系数,进而在流量检测模型中加入阀片角度补偿,利用回归分析形成一种新的风阀流量检测模型,根据平均皮托管测得的压差和对应的风阀阀片角度即可计算得到风阀流量值。并提出一种参数获取方法,根据风阀的流量范围设定风机频率范围,利用最小二乘法拟合得到参量值,进行模型验证,若流量检测误差小于10%,则参量设定准确。基于智能风流量校准平台分别对直径为100,150 mm的圆形风阀和尺寸为200 mm×120 mm的方形风阀共3种型号的智能风阀进行试验验证,结果表明,基于新的流量检测模型,3种不同型号的智能风阀的最大流量检测误差分别是10%,6.1%和6.6%,在阀片角度为0°~70°的范围内,改变输入风量仍可以实现准确的流量检测,有效解决了现存的流量检测问题,证明了新构建的流量检测模型具有较好的可行性和普适性。流量检测的准确度将直接影响智能风阀的运行效果和流量控制的精确度,新模型的构建为变风量系统的精准控制和性能提升提供了技术支撑。 展开更多

关键词 变风量系统 智能风阀 流量检测 模型构建 参量获取

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地表水源热泵的水下螺旋盘管性能测试

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作者 陈于飞 蔡文剑 +1 位作者 蔡慧 黄瑶瑶 《化学工程》 北大核心 2025年第8期46-51,88,共7页

针对地表水源热泵的水下螺旋盘管换热器在不同实际工况下的换热性能优化问题,搭建了基于PLC和Wincc上位机的测试平台,模拟出换热器和地表水源热泵联合运行过程中可能出现的不同工况,并提出一种基于换热环境温差的测试方法,得到在实际工... 针对地表水源热泵的水下螺旋盘管换热器在不同实际工况下的换热性能优化问题,搭建了基于PLC和Wincc上位机的测试平台,模拟出换热器和地表水源热泵联合运行过程中可能出现的不同工况,并提出一种基于换热环境温差的测试方法,得到在实际工况下换热器与环境温差不同时的换热效率。将每个长100 m的管道作为研究对象,测试螺旋盘管内不同流速下的流体与环境的温差对换热性能的影响,得到在最佳的总传热系数下的管道水体流速和换热环境温差分别为0.8 m/s以及7℃,并结合水泵的实时功耗得到了最佳节能平衡点,为实际工程应用提供参考。该实验方法也可以测试不同类型的水下换热器性能,为今后大规模应用打下坚实基础。 展开更多

关键词 地表水源热泵 传热系数 换热环境温差 水下螺旋盘管 管道流速

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双循环除湿机系统性能优化

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作者 张楚烦 蔡慧 +1 位作者 焦建格 蔡文剑 《流体机械》 北大核心 2025年第3期104-109,共6页

为了优化双循环除湿机系统性能,以压缩机运行频率为切入点,探究双循环除湿机在不同电子膨胀阀开度下的系统运行状况。研究建立了电子膨胀阀开度与系统制冷量、冷媒质量流量、系统能效比以及除湿量的理论模型,并验证了特定开度下系统达... 为了优化双循环除湿机系统性能,以压缩机运行频率为切入点,探究双循环除湿机在不同电子膨胀阀开度下的系统运行状况。研究建立了电子膨胀阀开度与系统制冷量、冷媒质量流量、系统能效比以及除湿量的理论模型,并验证了特定开度下系统达到最佳能效比时对应的压缩机运行频率。结果表明,当压缩机运行频率分别为38,42,45 Hz时,对应最佳能效比的电子膨胀阀开度分别为18%,25%,30%,系统能效比达到最高时,压缩机运行频率与膨胀阀开度呈正相关趋势;优化前,双循环除湿机系统能效比为0.993;优化后,将电子膨胀阀开度设置为25%、压缩机频率设置为42 Hz时,系统能效比可达1.817。本研究结果为同类型双循环除湿机提供了一种控制思路,有助于有效提升系统性能。 展开更多

关键词 双循环除湿机 电子膨胀阀 压缩机 能效比

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基于残差连接和Conv-LSTM的锂离子电池SOH估算

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作者 周奔滔 陶吉利 王清松 《电源学报》 北大核心 2025年第5期270-277,共8页

锂离子电池常被用作储能元件以实现电能的存储和使用,精确地估算其健康状态SOH(state-of-health)可以为电池的实际使用提供理论依据。然而,SOH无法被直接测量。为了准确且便捷地估算锂离子电池SOH,从数据驱动法的角度提出1种基于残差连... 锂离子电池常被用作储能元件以实现电能的存储和使用,精确地估算其健康状态SOH(state-of-health)可以为电池的实际使用提供理论依据。然而,SOH无法被直接测量。为了准确且便捷地估算锂离子电池SOH,从数据驱动法的角度提出1种基于残差连接和卷积长短时记忆Conv-LSTM(convolutional long short-term memory)网络的锂离子电池SOH估算模型。该方法基于残差连接、Conv-LSTM和卷积神经网络,利用锂离子电池充电过程中的电压、电流和容量,实现锂离子电池使用周期内的SOH估算。在多个电池测试数据集上的实验结果表明,与多种估算效果较好的现有模型相比,基于残差连接和Conv-LSTM的SOH估算模型具有更精准的估算结果,测试集SOH估算的最大相对误差MAX PE(maximum percentage error)和平均绝对百分比误差MAPE(mean absolute percentage error)分别小于3.3%和1.7%。 展开更多

关键词 锂离子电池 健康状态估算 残差连接 卷积长短时记忆网络

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基于GA-XGBoost模型的水下螺旋盘管换热器换热量预测分析

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作者 陈于飞 蔡文剑 +1 位作者 蔡慧 黄瑶瑶 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期98-103,110,共7页

提出了一种基于GA-XGBoost模型的水下螺旋盘管换热器换热量预测方法。首先,搭建了基于PLC和Wincc上位机的用于模拟水下螺旋盘管换热器和地表水源热泵联合运行过程的实验测试平台,由此获取到不同工况下的实验数据集。提出了一种基于遗传... 提出了一种基于GA-XGBoost模型的水下螺旋盘管换热器换热量预测方法。首先,搭建了基于PLC和Wincc上位机的用于模拟水下螺旋盘管换热器和地表水源热泵联合运行过程的实验测试平台,由此获取到不同工况下的实验数据集。提出了一种基于遗传算法和XGBoost的复合模型对换热量进行预测,该模型采用遗传算法对XGBoost模型进行优化,同时引入一种新的复合适应度函数指导遗传算法的参数寻优过程;最后基于所采集的实验数据集进行验证,以换热器多个特征作为模型输入,以换热量作为输出,得到平均绝对百分比误差为3.21%,均方根误差为0.476,决定系数达到0.974,结果表明该方法在数据集上良好的预测性能和泛化能力,为水下换热器的设计和性能优化提供了参考依据。 展开更多

关键词 换热量预测 水下换热器 GA-XGBoost模型 GA算法 泛化能力

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永磁同步电机模糊代价函数预测转矩控制 被引量：27

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作者 史涔溦 马红如 +1 位作者 陈卓易 邱建琪 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期1-8,共8页

针对永磁同步电机有限集直接转矩模型预测代价函数中权重系数不易设计的问题,提出了模糊控制调节权重系数的新方法。传统代价函数中权重系数为固定数值时,根据电机的磁链、转矩和d-q轴电流的特点,得到电机磁链与i_(d)、转矩与i_(q)变化... 针对永磁同步电机有限集直接转矩模型预测代价函数中权重系数不易设计的问题,提出了模糊控制调节权重系数的新方法。传统代价函数中权重系数为固定数值时,根据电机的磁链、转矩和d-q轴电流的特点,得到电机磁链与i_(d)、转矩与i_(q)变化的相关性。结合模糊控制理论,给出了转矩预测中转矩和磁链作为控制目标时,权重系数的设计规则。通过定子的d-q轴电流作为模糊控制的输入量调整权重系数,省去了实验逐步调试权重因子的过程。仿真和实验结果表明,与采用常规代价函数和无权重系数的代价函数相比,模糊调节权重系数的代价函数有效地抑制了转矩和磁链脉动,综合稳态误差更小,实现了两个控制目标的合理权衡。 展开更多

关键词 永磁同步电机 直接转矩 权重系数 代价函数 模糊控制 权重因子 控制目标 模糊调节

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永磁同步电机无参数超局部模型预测控制 被引量：17

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作者 史涔溦 解正宵 +1 位作者 陈卓易 邱建琪 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第8期1-8,共8页

为了解决永磁同步电机在参数失配时模型预测控制效果不佳的问题,建立了永磁同步电机d-q轴电流的超局部模型,提出了一种的无参数模型预测控制方法。通过对每个控制周期内定子d-q轴电流变化量进行分解,得到受电机运行状态的影响较大的电... 为了解决永磁同步电机在参数失配时模型预测控制效果不佳的问题,建立了永磁同步电机d-q轴电流的超局部模型,提出了一种的无参数模型预测控制方法。通过对每个控制周期内定子d-q轴电流变化量进行分解,得到受电机运行状态的影响较大的电流的自然响应分量,以及主要与电压矢量相关的强迫响应分量。利用临近控制周期中的电压矢量与电流变化量,单独解耦出电流自然响应分量进行实时计算,以达到快速跟踪的效果。使用递推最小二乘法估算电压矢量对电流的作用参数,从而计算电流的受迫响应分量。以较小的计算量实现了永磁同步电机的无模型预测控制。仿真和实验结果显示,无需预知电机参数即可获得优良的静态和动态性能,整体性能优于存在参数失配的传统模型预测控制,具有广泛的适用范围。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无参数模型预测控制 超局部模型 参数辨识 自适应控制 递推最小二乘法

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永磁同步电机新型有限集模型预测速度控制 被引量：7

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作者 邱建琪 毛意涵 +1 位作者 陈卓易 史涔溦 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期1-9,共9页

为了保证传统有限集模型预测速度控制中速度采样频率和控制周期一致,使用预测-校正方法进行反馈速度的测量,并结合卡尔曼滤波器进行负载观测,根据控制周期合理安排速度和负载观测的时序。针对传统有限集模型预测速度控制的稳态误差和较... 为了保证传统有限集模型预测速度控制中速度采样频率和控制周期一致,使用预测-校正方法进行反馈速度的测量,并结合卡尔曼滤波器进行负载观测,根据控制周期合理安排速度和负载观测的时序。针对传统有限集模型预测速度控制的稳态误差和较大转矩脉动问题,提出一种比例-积分-微分型代价函数,其中积分项用于消除稳态误差,微分项用于抑制转矩脉动。仿真和实验结果表明,所提出的新型有限集模型预测速度控制方法和传统有限集模型预测速度控制方法相比,在稳态时具有更小的稳态误差和转矩脉动,相电流总谐波失真(THD)从65.35%减小到了21.54%;和传统有限集模型预测电流控制方法相比,在起动、加减速和负载突变时的响应速度均加快了0.2~0.5 s,具有更快的动态响应。 展开更多

关键词 有限集模型预测速度控制 预测-校正测速法 负载转矩卡尔曼滤波观测器 比例-积分-微分型代价函数 稳态误差消除 转矩脉动抑制 永磁同步电机

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改进虚拟信号注入永磁同步电机MTPA控制 被引量：7

9

作者 邱建琪 宋攀 +1 位作者 陈卓易 史涔溦 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期1-8,共8页

虚拟信号注入最大转矩电流比(MTPA)控制能够自寻优到电机MTPA工作点,相比于传统的公式法受到电机参数变化的影响较小。但传统的虚拟信号注入控制策略需要经过复杂的坐标变换过程,从d-q坐标系转到极坐标系,再由极坐标系转回d-q坐标系进... 虚拟信号注入最大转矩电流比(MTPA)控制能够自寻优到电机MTPA工作点,相比于传统的公式法受到电机参数变化的影响较小。但传统的虚拟信号注入控制策略需要经过复杂的坐标变换过程,从d-q坐标系转到极坐标系,再由极坐标系转回d-q坐标系进行解算,运算量较大。本文提出一种新的虚拟信号注入方法,可以避免原虚拟信号注入方法所需的复杂的坐标变换过程,简化了运算过程。并且新的虚拟信号注入方法可以避免原虚拟信号注入方法因忽略电磁转矩泰勒展开的高阶偏导项而引入的误差。在不同工况下对电机进行了仿真和实验,验证了所提虚拟信号注入MTPA控制策略的动静态性能。实验结果表明所提方法不影响控制精度,同时可以显著减少程序运算量,具有更好的实用价值。 展开更多

关键词 永磁同步电机 矢量控制 最大转矩电流比控制 自寻优 虚拟信号注入

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基于简化控制集的双三相永磁同步电机模型预测磁链控制 被引量：3

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作者 史涔溦 王喆 +1 位作者 陈卓易 邱建琪 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期1-9,共9页

针对双三相永磁同步电机传统模型预测转矩控制计算量较大和权重系数整定过程繁琐的问题,提出一种基于简化电压矢量控制集的模型预测磁链控制算法。首先,将对电磁转矩和定子磁链幅值的控制转化为对定子磁链矢量的控制,消除代价函数中定... 针对双三相永磁同步电机传统模型预测转矩控制计算量较大和权重系数整定过程繁琐的问题,提出一种基于简化电压矢量控制集的模型预测磁链控制算法。首先,将对电磁转矩和定子磁链幅值的控制转化为对定子磁链矢量的控制,消除代价函数中定子磁链幅值误差项的权重系数;然后,采用虚拟电压矢量作为控制集,抑制谐波电流,消除代价函数中的谐波磁链误差项;最后,通过判断定子磁链矢量误差的位置简化电压矢量控制集,将每个控制周期待评估的有效电压矢量由12个减少到5个,降低整个算法的计算量。实验结果表明,所提算法能够减小电磁转矩脉动,抑制谐波电流,而且在保持良好的控制性能的同时,可以显著地减少计算时间,具有更好的工程实用价值。 展开更多

关键词 双三相永磁同步电机 模型预测磁链控制 权重系数 谐波电流抑制 简化计算

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基于小目标类别注意力机制与特征融合的AF-ICNet非结构化场景语义分割方法 被引量：8

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作者 艾青林 张俊瑞 吴飞青 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期181-194,共14页

针对非结构化道路分割难度大、小目标检测精度较低等问题,构建基于小目标类别注意力机制与特征融合的AF-ICNet轻量级实时语义分割网络。采用空洞空间卷积池化金字塔融合不同尺度特征感受野以增强网络的全局感知能力。嵌入CA注意力机制,... 针对非结构化道路分割难度大、小目标检测精度较低等问题,构建基于小目标类别注意力机制与特征融合的AF-ICNet轻量级实时语义分割网络。采用空洞空间卷积池化金字塔融合不同尺度特征感受野以增强网络的全局感知能力。嵌入CA注意力机制,建立通道信息和空间位置信息以增强网络对非结构化道路小目标类别语义特征的提取能力。针对类别分布不均衡问题,改进权重交叉熵损失函数。利用AF-ICNet模型对Cityscapes与IDD数据集进行训练,在Cityscapes测试图像中分割的MIoU达到了71.5%,在IDD测试图像中分割的MIoU达到了62.5%。搭建实验测试系统进行实景测试,测试结果表明,AF-ICNet有效提升了非结构化道路及小目标类别的分割精度,并满足测试的实时性要求。 展开更多

关键词 小目标类别语义分割 AF-ICNet CA注意力机制 空洞空间卷积池化金字塔 损失函数

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一种开关频率可控的有限集模型预测控制 被引量：13

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作者 陈卓易 屈稳太 邱建琪 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第16期4134-4142,共9页

有限集模型预测控制(FCS-MPC)在逆变器控制中具有简单直观、响应快速、易于多目标优化等优点,但无调制器的特点造成逆变器开关频率随工作点、系统参数等多种因素变化。为保留FCS-MPC优点的同时解决开关频率不固定的问题,该文提出一种基... 有限集模型预测控制(FCS-MPC)在逆变器控制中具有简单直观、响应快速、易于多目标优化等优点,但无调制器的特点造成逆变器开关频率随工作点、系统参数等多种因素变化。为保留FCS-MPC优点的同时解决开关频率不固定的问题,该文提出一种基于自适应代价函数的开关频率控制方法,通过检测开关频率与参考频率的误差,自动调节开关代价权重系数,实现开关频率对参考值的跟随。通过三相永磁同步电机逆变器驱动实验结果表明,所提出方法可以在全工作范围跟踪参考频率,对系统参数变化具有一定的鲁棒性,同时保留了FCS-MPC的优点。 展开更多

关键词 有限集模型预测控制 开关频率控制 代价函数 电流控制

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基于PID型代价函数的永磁同步电机模型预测电流控制 被引量：45

13

作者 陈卓易 屈稳太 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第14期2971-2978,共8页

有限集模型预测控制(FCS-MPC)存在控制性能依赖于模型参数准确度的问题。为此,在永磁同步电机FCS-MPC电流控制场合,提出一种比例-积分-微分(PID)型代价函数,包括用以消除稳态电流误差的积分误差代价和具有降低电流方均根误差功能的微分... 有限集模型预测控制(FCS-MPC)存在控制性能依赖于模型参数准确度的问题。为此,在永磁同步电机FCS-MPC电流控制场合,提出一种比例-积分-微分(PID)型代价函数,包括用以消除稳态电流误差的积分误差代价和具有降低电流方均根误差功能的微分误差代价。在PID型代价函数概念中,可将传统的给定跟踪型代价函数归类为比例误差代价。实验结果证明,采用PID型代价函数的FCS-MPC,能在较大参数变化范围将平均控制误差降为零,并抑制电流纹波,降低FCS-MPC对模型参数的依赖性,同时保留FCS-MPC动态响应快的优点。 展开更多

关键词 有限集模型预测控制 代价函数 永磁同步电机 电流控制

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采用交替优化策略的三维模型兴趣点提取算法 被引量：1

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作者 舒振宇 易顺 +5 位作者 杨思鹏 刘予琪 隆威 金海容 辛士庆 吴双卿 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期1095-1107,共13页

针对三维模型的兴趣点提取问题,提出一种基于交替优化的全监督检测算法.第1步,利用多种特征描述符对人工标注好的三维模型进行特征提取,得到每个顶点的特征向量,将其作为神经网络的输入;第2步,使用双调和距离场为模型表面顶点赋予概率标... 针对三维模型的兴趣点提取问题,提出一种基于交替优化的全监督检测算法.第1步,利用多种特征描述符对人工标注好的三维模型进行特征提取,得到每个顶点的特征向量,将其作为神经网络的输入;第2步,使用双调和距离场为模型表面顶点赋予概率标签,并将顶点标签值作为神经网络的输出;第3步,通过神经网络学习输入特征与输出标签之间的复杂映射关系;第4步,将训练后的神经网络对训练集进行预测,并把兴趣点提取结果与人工标签进行对比,根据对比差异进一步优化顶点标签值,然后将顶点标签值作为输出、顶点特征向量作为输入,继续优化神经网络.将第3步和第4步重复多次进行交替优化,最终得到一个较优的神经网络模型.在公开数据集SHREC 2011上的实验结果表明,由于采用了交替优化的策略,所提算法在三维模型表面兴趣点提取的关键评价指标FNE和FPE上均优于传统算法,准确率实现了平均11个百分点以上的提升. 展开更多

关键词 三维模型 兴趣点 交替优化

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海底电缆国内外研究综述 被引量：38

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作者 邵森安 马勰 +4 位作者 丰如男 马修水 叶凌箭 周克良 朱磊磊 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2020年第11期81-88,共8页

基于现有海底电缆研究成果,对海底电缆国内外研究现状进行了梳理和总结,重点以交联聚乙烯(cross-linked polyethy lene,XLPE)绝缘海缆为例,对海缆状态监测及综合在线监测系统,海缆载流量、温度场、损耗等计算分析,海缆设计理论模型构建... 基于现有海底电缆研究成果,对海底电缆国内外研究现状进行了梳理和总结,重点以交联聚乙烯(cross-linked polyethy lene,XLPE)绝缘海缆为例,对海缆状态监测及综合在线监测系统,海缆载流量、温度场、损耗等计算分析,海缆设计理论模型构建,力学与载荷分析,电磁性能和敷设技术研究等进行了系统的梳理和总结,分析了问题原因,从海底电缆结构及工艺设计,运维故障监测技术,敷设技术,简化和优化力学与载荷、电磁场性能、载流量和温度场等理论分析模型等方面提出了改进对策和建议。 展开更多

关键词 海底电缆 状态监测 载流量和温度场 力学与载荷 电磁场 敷设技术

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间歇过程的批内自优化控制 被引量：2

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作者 叶凌箭 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期2777-2787,共11页

针对间歇过程的实时优化问题,提出了一种基于自优化控制的批内优化方法.以测量变量的线性组合为被控变量,在单批次内跟踪控制被控变量实现间歇过程的实时优化.根据是否在间歇过程的不同阶段切换被控变量,给出了两种自优化控制策略,对每... 针对间歇过程的实时优化问题,提出了一种基于自优化控制的批内优化方法.以测量变量的线性组合为被控变量,在单批次内跟踪控制被控变量实现间歇过程的实时优化.根据是否在间歇过程的不同阶段切换被控变量,给出了两种自优化控制策略,对每种策略又分别提出两种设定轨线选取方案.为求解这些情形下的最优被控变量(组合矩阵),以最小化平均经济损失为目标,推导了组合矩阵和经济损失之间的函数关系,分别将其描述为相应的非线性规划问题.在此基础上,进一步引入了扩张组合矩阵,将这些非线性规划问题归纳为求解扩张组合矩阵的一致形式(扩张组合矩阵具有不同的结构约束),并推导得到了其中一种方案的解析解计算方法.以一个间歇反应器为研究对象,验证了方法的有效性. 展开更多

关键词 间歇过程 不确定性 实时优化 自优化控制 动态优化

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