1.一种多阶段间歇过程的最小运行时间控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：根据间歇过程各阶段的离散状态空间模型，建立间歇过程的混杂状态空间模型；

间歇过程的混杂状态空间模型由式(2)表示：

式中，k表示间歇过程所处批次，t表示间歇过程在批次内所处的运行时刻；Tk表示第k批次生产的运行时间；x(t,k)，u(t,k)，y(t,k)，ω(t,k)分别代表k批次t时刻的系统状态、系统输入、系统输出，外部扰动；σ(t,k)∈{1,2,…,p}代表间歇过程的切换信号，表示间歇过程在批次k的时刻t发生切换，具体的取值表示所处阶段，p表示间歇过程在一个批次内总的阶段数；Aσ(t,k)、Bσ(t,k)、Cσ(t,k)分别为相应于所处阶段状态空间模型的系统状态矩阵、控制矩阵、输出矩阵，均为已知适维矩阵；wσ(t,k)(t,k)为未知外部扰动；Ω(·,·)表示相邻两阶段的状态转移函数；

步骤2：基于间歇过程的重复特性和二维特性，设计二维迭代学习控制器，并针对由式(2)表示的间歇过程的混杂状态空间模型构建间歇过程的二维增广模型，进而得到间歇过程的二维闭环混杂状态空间模型；

步骤3：针对间歇过程的二维闭环混杂状态空间模型，利用平均驻留时间方法，求出使系统具有最优控制性能的控制器增益及稳定阶段的最小驻留时间和不稳定阶段的最大驻留时间，进而采取提前切换策略。

2.根据权利要求1所述的多阶段间歇过程的最小运行时间控制方法，其特征在于所述的步骤1中，多阶段间歇过程看做一个切换系统，每一个阶段对应一个子系统，当间歇过程运行至不同阶段，相应的子系统被激活，将式(2)改写为式(3)：其中，i表示间歇过程所处阶段，xi(t,k)，ui(t,k)，yi(t,k)为阶段i所对应子系统的系统状态、控制输入、系统输出；Ai,Bi,Ci分别表示阶段i所对应子系统状态空间模型中的系统矩阵、控制矩阵及输出矩阵。

3.根据权利要求1所述的多阶段间歇过程的最小运行时间控制方法，其特征在于：所述的步骤2包括以下步骤：步骤2.1：针对控制器的切换滞后于过程切换的情况，分析间歇过程的切换过程，给出间歇过程的二维闭环状态空间模型；

针对控制器的切换滞后于过程切换情况，将间歇过程由阶段i开始至阶段i+1运行结束的过程看作由三个子系统组成并依次进行的切换系统，第一个子系统为阶段i的运行过程，由式(3)表示；第二个子系统表示间歇过程发生切换而控制器滞后的过程，由式(4)表示，这是一个不稳定的过程，用i(i+1)表示；第三个子系统为控制器完成切换后阶段i+1的运行过程，由式(5)表示，这是一个稳定过程；

步骤2.2：为解决由式(3)表示的间歇过程的控制问题，设计二维迭代学习控制器，如式(4)所示：∑ilc:ui(t,k)＝ui(t,k-1)+ri(t,k):(ui(t,0)＝0,t＝0,1,2,…,Ti,i＝{1,…，p}) (4)其中，ui(t,k)表示批次k阶段i的控制器；Ti表示阶段i的运行时间；为初始迭代控制器，设为0；ri(t,k)是待设计的阶段i的迭代学习更新律；

步骤2.3：利用所设计的二维迭代学习控制器，针对式(3)、(4)、(5)表示的各子系统状态空间模型构建其二维增广模型，进而得到间歇过程的二维闭环混杂状态空间模型；

定义 为批次k阶段i的时刻t间歇过程的系统状态与前一批次k-1中时刻t的系统状态的误差，即状态误差，由式(6)表示：

i

定义e(t,k)为批次k中阶段i的时刻t间歇过程的系统输出实际值与系统输出设定值的误差，由式(7)表示其中，为阶段i系统输出的设定值；yi(t,k)表示批次k中阶段i的系统输出；

针对式(3)表示的子系统，构建其二维闭环状态空间模型的方法为：将式(4)、(7)、(8)代入式(3)中，得到由式(9)表示的间歇过程阶段i的二维状态 误差的状态空间模型和由式(10)表示的二维输出误差状态空间模型；

令 可得如下二维增广模型，

其中， Ii为适维单位矩阵；0为适维零矩阵

阶段i的迭代学习更新律设计为

i

其中，K为待设计的阶段i控制器增益。

将式(12)带入式(11)可以得到间歇过程阶段i的二维闭环状态空间模型，由式(13)表示：其中，

对式(5)、(6)，利用上述方法得到相应子系统的二维闭环状态空间模型如(14)、(15)所示：其中

将式(13)、(14)、(15)表示成类似于式(2)形式的切换系统模型，得到式(15)：控制器匹配相应子系统指控制器与相应阶段是相匹配的；

步骤2.4：根据工业生产的实际要求确定不同维相邻阶段的切换条件，根据切换前后相邻阶段的系统状态求出状态转移矩阵，由式(17)表示：其中， 表示第k批次第i阶段的末时刻，同时也是阶段i到阶段i+1的切换时刻；

为i阶段的状态； 为i+1阶段的状态；Ji为间歇过程由阶段i至阶段i+1的状态转移矩阵；

步骤2.5：针对间歇过程的二维闭环混杂状态空间模型，确定与时间相关的切换序列；

对于阶段i至阶段i+1的切换，定义满足不同维相邻阶段的切换条件的所有时刻中最小的时刻为阶段i至阶段i+1的切换时刻 由式(18)表示；

由阶段i至阶段i+1的切换过程包含两次切换，即由稳定阶段i至不稳定阶段，此切换时刻可用 表示；另一个切换为由不稳定阶段至稳定阶段i+1，此切换时刻由 表示。

根据切换时刻，确定二维切换序列，由式(19)表示：

其中， 表示第k批次第p阶段的运行时间段； 表示第k批次阶段i切换至阶段i+1过程中不稳定阶段i(i+1)的运行时间段； 表示k批次与k+1批次之间的连接点，显然，也可用(Tk,k), 表示。

4.根据权利要求1所述的多阶段间歇过程的最小运行时间控制方法，其特征在于：所述的步骤3包括以下步骤：给定常数 找出对称正定矩阵Qk, Rk，Pk, 及

常数μk＞1和 使得式(20)、(21)、(22)、(23)、(24)成立，可以得到平均驻留时间满足：

分别表示稳定阶段的平均驻留时间与不稳定阶段的平均驻留时间；

求解得到控制器增益为：

由式(25)可得到切换系统不稳定阶段的最大平均驻留时间与稳定阶段的最小平均驻留时间，根据最大平均驻留时间对切换系统采取提前切换措施，提前切换的步数不能大于