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《煮糖結(jié)晶過程的非線性預(yù)測控制研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要煮糖結(jié)晶過程的非線性預(yù)測控制研究預(yù)測控制自上世紀70年代產(chǎn)生以來，因其對模型要求低、具有較強魯棒性等特點，在生產(chǎn)過程中獲得了廣泛的應(yīng)用。目前，對線性系統(tǒng)預(yù)測控制算法的研究己經(jīng)比較深入，理論研究相對也比較成熟。而對于非線性系統(tǒng)，因其自身的復(fù)雜性，使得尋找一種統(tǒng)一的非線性預(yù)測控制方法很困難?！筇沁^程是蔗糖結(jié)晶的生產(chǎn)過程，在這個過程中既有傳熱，又有傳質(zhì)，是一個非常復(fù)雜的物理和化學(xué)過程。由于煮糖結(jié)晶過程本身受干擾因素很多，如糖漿的錘度、糖漿雜質(zhì)、真空度以及溫度的變化都會影響蔗糖結(jié)晶過程，因此，整個過程具有較強的非線性、時變性等特性，一般的控制方法很難奏效。本文根據(jù)煮糖過程的物料平衡、能量平衡和生
2、產(chǎn)過程的各種物性參數(shù)的機理解析關(guān)系(如晶體生長分散等)建立描述被控生產(chǎn)過程的模型，并以該模型作為對象對煮糖結(jié)晶過程實施非線性預(yù)測控制仿真。本文圍繞著預(yù)測模型、反饋校正、滾動優(yōu)化三項預(yù)測控制的基本原理，對非線性預(yù)測控制在煮糖結(jié)晶過程中的應(yīng)用進行了深入的研究和探討，提出了以B-P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立預(yù)測模型、遺傳退火算法進行滾動優(yōu)化的預(yù)測控制算法，并在MATLAB上進行了煮糖過程中過飽和度(0s)控制仿真實驗。主要研究工作概況如下：1．對預(yù)測控制的發(fā)展概況、研究現(xiàn)狀及研究動向進行了概述，同時介紹了與本論文相關(guān)的預(yù)測控制方案；2．對煮糖結(jié)晶過程進行了系統(tǒng)地機理分析；3．對預(yù)測控制的基本算法進行討論；4．針對
3、煮糖過程，采用兩種控制方案即傳統(tǒng)的PID控制和基于B-P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳退火優(yōu)化的預(yù)測控制進行仿真比較，說明基于摘要B-P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳退火優(yōu)化的預(yù)測控制在響應(yīng)速度、魯棒性和抗干擾性等方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的PID控制方法。t，關(guān)鍵詞：非線性預(yù)測控制；B-P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；遺傳模擬退火算法；煮糖結(jié)晶過程·ⅡAbstraetNONLINEARMODELPREDICTlVECONTROL0FTHECANESUGARCRYSTALLIZATIONPROCESSSince1970’s，modelpredictivecontrol似PC)，whichhasadvantageofgoodrobustnessandeas
4、ilymodeling，haswidelyappliedintheindustry．AgreatprogressfortheoreticalstudyoflinearMPChasm∞hedwhile8uniformnonlinearMPCalgorithmstillhardtogetforthecomplexityofnonlinearsystem．Theprocessofsugarboilingistheproce船ofsugar'scrystallization．hthiscomplicatedchemicalandphysicalprocess，bothheattransferandma
5、sstransferoe_沁ur·Sincethisprocessitselfhasmanyfactorssufferingdisturbanceandhasgreatnonlinearity,SOitishardtocon血olitwithordinarymethods．mthepaper,aprocessmodeliSestablishedbasedonmechanismandanalyticaltelationsofmass，energyandmomentumandotherphysicalpropertiesinthesugarboilingprocess．Asimulationhas
6、beentakentotheoversaturationcontrolofboilingsugarprocessbymeansofnonlinearMPCalgorithms．AfterintroducingbasictheoryofMPCandanalyzingapplicationofnonlinearMPCincanesugarcrystallization,thenaMPCalgorithmwhichbasedonB-Pneuralnetworkmodelandgeneticsimulatedannealingoptimizationisdiscussed．Themaincontent
7、softhispapera_reasfollows：1．AsurveyofthedevelopmentandstatusofMPCisgiven．Anintroductionofrelatedcontrolstrategiesisalsogiven；2．Systemsanalysisoftheboilingcrystallizationprocessismade；3．AMPCalgorithmis
