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专利号: 2015108808073
申请人: 广西大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种煮糖结晶过程多目标优化与数据驱动控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)设置煮糖结晶过程中的糖膏温度、糖液过饱和度、糖液纯度及糖膏体积的优化范围;

2)获取某一批次煮糖结晶过程的糖膏温度、糖液过饱和度、糖液纯度及糖膏体积;

3)对所述糖膏温度、所述糖液过饱和度、所述糖液纯度及所述糖膏体积进行优化,获得优化后的期望糖膏温度、期望糖液过饱和度、期望糖液纯度及期望糖膏体积;

4)设置所述CFDL-MFAPC控制器的控制参数,将期望糖膏温度、期望糖液过饱和度、期望糖液纯度及期望糖膏体积转化为所述CFDL-MFAPC控制器的期望输出信号值;

5)执行所述CFDL-MFAPC控制器,根据所述期望输出信号值获取所述CFDL-MFAPC控制器的控制输入信号以确定煮糖过程的入料阀门的开度。

2.根据权利要求1所述的煮糖结晶过程多目标优化与数据驱动控制方法,其特征在于,将期望糖膏温度、期望糖液过饱和度、期望糖液纯度及期望糖膏体积转化为所述CFDL-MFAPC控制器的期望输出信号值的步骤如下:

21)通过以下(1)-(4)获取糖液锤度和糖膏液位的期望输出信号:* *

其中, 为期望糖液饱和锤度, 为期望糖膏温度,Pur为期望糖液纯度,Bx 为糖液锤度的期望输出信号,S*为期望糖液过饱和度, 为糖膏液位的期望输出信号, 为期望糖膏体积,D为煮糖结晶罐罐体内壁直径,Vo为糖膏初始体积,L0为糖膏初始液位;

22)根据糖液锤度和糖膏液位的期望输出信号获取所述CFDL-MFAPC控制器的期望输出信号值,具体如下:其中,w1为糖液锤度期望输出信号的权重值,w2为糖膏液位期望输出信号的权重值,且w1+w2=1。

3.根据权利要求1所述的煮糖结晶过程多目标优化与数据驱动控制方法,其特征在于,所述CFDL-MFAPC控制器的控制模型构建具体如下:获取非线性系统y(k+1)=f(y(k),···,y(k-ny),u(k),···,u(k-nu)),采用CFDL模型y(k+1)=y(k)+φc(k)Δu(k)对所述非线性系统进行等价,获得向前预测方程为:令

其中,Nu为控制时域常数,则式(6)表示为YN(k+1)=E(k)y(k)+A(k)ΔUN(k) (8)若Δu(k+j-1)=0,j>Nu,则式(8)改写为其中

设其控制输入准则函数

令 使式(10)可改写为

将式(9)带入式(11),两端对 求导,并令其等于零,得则

其中,g=[1,0…,0]T;

对A1(k)中的PPD参数进行估计,PPD参数 可根据公式计算,而φc(k+1),…,φc(k+Nu-1)则需要根据 进行预测,其预测公式为:其中,j=1,2,…,Nu-1,θi,i=1,2,…,np为系数,系数通常取np=2~7,θi由式(15)计算其中, δ∈(0,1]。

4.根据权利要求3所述的煮糖结晶过程多目标优化与数据驱动控制方法,其特征在于,根据所述CFDL-MFAPC控制器的控制模型,获取所述CFDL-MFAPC控制器的控制方法具体如下:

41)计算公式 且当

或|Δu(k-1)|≤ε或

42)计算公式 且当||θ(k)||≥M,θ(k)=θ(1),θ(1)表示系数θ(k)的初始值;

43)计算公式

且当

44)执行公式

和公式

其中,ε和M为正的常数; 和 分别表示A1(k)和φc(k+j)的估计值。