摘要：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。

摘要：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。

摘要：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。

摘要：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。

摘要：搅拌式生物反应器是最重要的一类生物反应器,广泛应用于生物化工、食品、医药等领域。由于同时涉及到生物化学反应和物理过程,因此由实验室规模到工业装置设计的放大问题成为生物工程技术的关键问题之一。对搅拌式生物反应器放大过程的影响因素进行了分析,并着重讨论了反应器内的传质、传热、混合、剪切以及表观气速等因素对放大设计的影响规律。在该基础上,就生物反应器的放大方法进行了初步总结。

摘要：连续搅拌釜式反应器在化工行业应用广泛,该反应器内的温度控制直接影响产品质量,故研究其温度控制意义重大。根据反应器的工作机理及系统辨识方法得到含有延迟环节的过程模型。在此基础上,应用自抗扰控制原理,引入系统扩张状态观测器并形成反馈控制率,从而完成自抗扰温度控制器的设计,最后对整个系统进行了模拟仿真。实验表明,该控制器的状态观测器可以有效跟踪输入信号和扰动信号。通过与传统的反馈控制器相比较,自抗扰系统具有更快的调节时间,较低的超调量以及鲁棒性强的特点。因此,基于自抗扰技术设计的温度控制器具备更强的环境适应能力。

摘要：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。

摘要：提出了一种基于神经状态空间的非线性系统建模方法。神经状态空间(NNSP)具有系统的拟线性特性,许多线性系统控制器设计方法均可以扩展到 NNSP模型。本文采用了增广卡尔曼滤波方法进行神经状态空间的参数辨识,高阶校验模型用于验证非线性系统神经状态空间的模型的有效性 。将本法应用于典型的化学过程的建模,结果表明本方法正确有效。

摘要：过程工业常见的连续搅拌釜式反应系统(CSTR)其内部化学反应不稳定,直接影响生产的安全和效率,控制比较复杂。为实现对CSTR的稳定控制,介绍了应用传统控制算法而设计的针对CSTR的控制策略并通过仿真实验验证其性能。传统控制算法具有实现简单、控制性能稳定的优点,为了适应CSTR化学反应的复杂性,本文灵活应用传统控制算法,严格控制反应物的进料时序,进而控制釜内反应的速度,实现CSTR的安全稳定性和生产效率可控制性。同时,利用西门子新一代工业可编程控制器——SIMATICPCS7 BOX作为控制器,在多功能过程控制仿真实验系统(MPCE-1000)上构建的CSTR仿真对象上实现稳定控制。仿真结果表明该控制策略在一定程度上能够适应CSTR的复杂反应。

摘要：首先分析了连续搅拌釜式反应器的动态优化模型。基于对自适应模拟退火算法的研究,提出了一种改进的邻域调整方案,并将其应用于求解连续搅拌釜式反应器的动态优化问题。仿真结果表明,改进后的算法大大加快了搜索速度,提高了最优解的质量,为工业过程控制的设计提供了高效、可靠的参考依据。