无锡学院汪磊获国家专利权
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龙图腾网获悉无锡学院申请的专利一种搅拌釜反应器的非线性间歇过程的鲁棒控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117991629B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-24发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311414634.7,技术领域涉及:G05B13/04;该发明授权一种搅拌釜反应器的非线性间歇过程的鲁棒控制方法是由汪磊;马萍;葛学健;魏梦寒;牛明;郜云波;陈杰设计研发完成,并于2023-10-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种搅拌釜反应器的非线性间歇过程的鲁棒控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种搅拌釜反应器的非线性间歇过程的鲁棒控制方法,属于迭代学习控制的技术领域。本发明提供的搅拌釜反应器的非线性间歇过程的鲁棒控制方法,在搅拌釜反应器中,将搅拌釜反应器的反应过程为研究对象。利用扇形非线性方法将非线性间歇过程模型表示为具有非重复扰动的不确定T‑S模型,并利用间歇过程的二维和重复特性设计了一种二维复合ILC方案,基于二维Lyapunov理论,推导了保证所得闭环系统渐近稳定并具有规定的H∞衰减水平的充分条件,将设计问题表述为求解一组LMI,最后验证结果表明了所开发方法对模糊系统的非重复干扰具有良好的衰减效果和实用价值。
本发明授权一种搅拌釜反应器的非线性间歇过程的鲁棒控制方法在权利要求书中公布了:1.一种搅拌釜反应器的非线性间歇过程的鲁棒控制方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、建立搅拌釜反应器模型的动力学方程; 所述搅拌釜反应器模型的动力学方程包括物质A的浓度变化率温度的变化率具体为: 其中,为物质A的浓度变化率,为温度的变化率,CA是物质A当前的浓度,CAf表示搅拌釜反应器进料时物质A的浓度,q为进料流量,V为再循环体积,k0为反应速度常数,E0R0为Arrhenius活化能与气体常数的比值,T代表反应器温度,Tc是冷却剂温度,Tf为进料时温度,-ΔH是反应的热效应,即热反应释放或吸收的热量变化,ρ为物质的密度,Cp为物质的定压热容,U表示传热系数反应器表面积的乘积,Vρ为搅拌釜的有效体积与物料密度的乘积,A为搅拌釜反应器的表面积; S2、基于搅拌釜反应器模型的动力学方程,建立搅拌釜反应器的状态空间模型; 所述搅拌釜反应器的状态空间模型的表达式为: 其中,xt,k∈Rn,ut,k∈Rm和yt,k∈Rl分别表示第k批次瞬间t的状态、输入和输出向量;Td是一个批次的时间周期;f[xt,k,ut,k]和g[xt,k]表示具有适当维度的非线性函数; S3、根据搅拌釜反应器的状态空间模型,离散化得到搅拌釜反应器的离散线性模型; 所述离散线性模型的表达式如下: 表达式中,θt,k=[θ1t,k,θ2t,k,...,θpt,k]表示前提变量向量,Miji=1,2,...,r;j=1,2,...,p为模糊集,r为模糊规则数,p为前提变量数; 以x0,k=x0为每批的初始条件,wt,k表示属于L2空间的扰动,{Ai,Bi,Ci}由维数相同的系统矩阵组成; 假定所有模糊子系统的输出矩阵为常值,即C1=C2=...=Cr; {ΔAit,ΔBit}表示不确定性项的形式为: [ΔAitΔBit]=EΔt[FAiFBi],ΔtTΔt≤I 其中,E、FAi和FBi是维数的已知实常数矩阵,Δt表示取决于时间t的不确定扰动; 将μiθt,k表示为推断模糊集的归一化模糊基函数,定义为: 其中,Mijθjt,k为Mij中θjt,k的隶属度; S4、基于搅拌釜反应器的离散线性模型,构建搅拌釜反应器的模糊系统; 步骤S4具体为:将非零平衡表示为并引入和y=x2作为系统状态、输入和输出变量;设置采样时间为0.05min,通过考虑不确定性和非重复扰动得到跟随模糊系统,模糊系统矩阵为: S5、基于搅拌釜反应器的模糊系统,建立搅拌釜反应器闭环二维模糊系统; 步骤S5包括:定义批次k的跟踪误差: et,k=ydt-yt,k 其中,ydt是参考轨迹向量,跟踪误差et,k用于调整下一批的输入向量,使实际输出yt,k逐渐逼近参考轨迹向量; 搅拌釜反应器闭环二维模糊系统的表达式为: S6、分析搅拌釜反应器闭环二维模糊系统的性能,得到搅拌釜反应器闭环二维模糊系统的性能分析结果; S7、基于搅拌釜反应器闭环二维模糊系统的性能分析结果,对搅拌釜反应器闭环二维模糊系统进行优化。
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