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龙图腾网获悉石家庄铁道大学申请的专利基于动态权重自适应MPC算法的甜菊糖生产系统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：CN120406158B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-27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：202510787453.1，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权基于动态权重自适应MPC算法的甜菊糖生产系统是由李帅臻;陈子焱;赵一赫;徐硕;魏琪轩;宋依飞;冯旭;陈文豪;石裕舵;王鑫;陈浩东设计研发完成，并于2025-06-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于动态权重自适应MPC算法的甜菊糖生产系统在说明书摘要公布了：本发明涉及制甜菊糖技术领域，且公开了基于动态权重自适应MPC算法的甜菊糖生产系统，包括原料预处理模块、溶液提取模块、纯化模块、脱色与后处理模块、结晶与干燥模块、中心控制模块以及采集单元，原料预处理模块将甜菊叶进行粉碎与酶解并去除杂质得到酶解液，溶液提取模块提取酶解液内的糖苷，纯化模块进行糖苷的分离提纯，脱色与后处理模块将提纯后的糖苷进行脱色，结晶与干燥模块将脱色后的糖苷进行结晶干燥，采集单元采集全部模块的生产数据，中心控制模块采用STM32进行数据处理以及全部模块的生产控制；本发明进行实时数据采集，精准算法控制，提升甜菊糖生产的自动化水平，采用STM32进行控制，从而实现全流程自动化。

本发明授权基于动态权重自适应MPC算法的甜菊糖生产系统在权利要求书中公布了：1.基于动态权重自适应MPC算法的甜菊糖生产系统，其特征在于：包括原料预处理模块、溶液提取模块、纯化模块、脱色与后处理模块、结晶与干燥模块、中心控制模块以及采集单元，所述原料预处理模块将甜菊叶的粉碎与酶解并去除杂质得到酶解液，所述溶液提取模块提取酶解液内的糖苷，所述纯化模块进行糖苷的分离提纯，所述脱色与后处理模块将提纯后的糖苷进行脱色，且进行脱色时吸附剂的再生，所述结晶与干燥模块将脱色后的糖苷进行结晶干燥，完成甜菊糖的生产，所述采集单元采集全部模块的生产数据，所述中心控制模块采用STM32进行数据处理以及全部模块的生产控制； 中心控制模块接收采集单元所发送的数据并计算出温度预测值WY以及酸碱度预测值，温度预测值WY的计算公式为，式中n为采集单元在当前最新第n秒进行数据采集，WDN为当前最新第n秒所采集到的温度数据，WDN+1为当前最新第n+1秒所采集到的温度数据，WD为酶解罐内当前最新的温度数据，所计算出的温度预测值WY为五分钟后酶解罐内的温度数据； 中心控制模块内的动态权重自适应模型预测控制算法经过系统状态方程进行定义后，通过动态权重目标函数J引入时变权重，目标函数J的计算公式为，式中为根据浓度梯度动态调整预测步长权重，为基于历史控制输入平滑性的自适应调整数值，i表示为当前第i次进行浓度梯度动态调整，NP为进行浓度梯度动态调整的总次数，为组分浓度动态变化数值，为组分浓度的目标数值，j表示为当前第j次进行历史控制输入平滑性调整，Ne为进行历史控制输入平滑性调整的总次数，为进行自适应调整的目标数值，为进行自适应调整的调整数值； 动态权重进行动态调节时的步骤为：第一步实时反馈优化，根据UV-Vis光谱仪检测的糖苷浓度偏差，动态增加分离精度权重，第二步历史数据学习，采用STM32存储的历史工艺数据，通过离线训练生成权重调整规则库，在线匹配最优权重组合，第三步扰动补偿，当压力或pH传感器检测到突发扰动时，自动降低控制量变化权重； 中心控制模块通过动态权重目标函数J引入时变权重后，最后采用约束条件进行约束，约束条件包括流动相比例约束、电磁阀切换频率约束以及浓度稳定性约束，流动相比例约束的约束条件为每次调整水乙醇比例在0.3％～0.7％之间，电磁阀切换频率约束的约束条件为电磁阀切换频率大于等于十秒每次，浓度稳定性约束的约束条件为糖苷浓度每五分钟的浓度变化在0.5％以内。

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