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文檔簡(jiǎn)介
1、連續(xù)攪拌釜CSTR(continuous stirred tank reactor)是一個(gè)典型的化工動(dòng)態(tài)過(guò)程,過(guò)程中存在著嚴(yán)重非線性、外界干擾等現(xiàn)象,這些因素不但會(huì)破壞控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性,還會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量。隨著當(dāng)代工業(yè)對(duì)控制系統(tǒng)的性能和精度要求在不斷提高,對(duì)溫度控制的要求也在不斷提高,因此,化工過(guò)程CSTR系統(tǒng)最優(yōu)控制課題的研究具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
本文首先簡(jiǎn)述了非線性系統(tǒng)和最優(yōu)控制理論的研究現(xiàn)狀,然后,針對(duì)具有一類(lèi)表達(dá)
2、形式的化工過(guò)程CSTR系統(tǒng),研究最優(yōu)控制算法,包括狀態(tài)調(diào)節(jié)器問(wèn)題、輸出調(diào)節(jié)器問(wèn)題、跟蹤控制問(wèn)題、以及受擾系統(tǒng)的擾動(dòng)抑制跟蹤控制問(wèn)題。本文的主要內(nèi)容概括如下:
1.介紹了非線性系統(tǒng)的基本概念及其研究現(xiàn)狀和主要方法,引出仿射非線性系統(tǒng)的概念,針對(duì)一類(lèi)典型的非線性連續(xù)攪拌反應(yīng)釜CSTR系統(tǒng)進(jìn)行分析和建模。給出反饋線性化相關(guān)的部分微分幾何基礎(chǔ)知識(shí),基于此給出一種非線性最優(yōu)控制規(guī)律的求解方式。
2.考慮非線性化工過(guò)程CSTR系
3、統(tǒng),在反饋線性化的基礎(chǔ)上提出最優(yōu)狀態(tài)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)方式,首先,將系統(tǒng)的最優(yōu)控制問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求解兩點(diǎn)界限值問(wèn)題,求出最優(yōu)控制律。然后,為了解決狀態(tài)反饋的工程構(gòu)成問(wèn)題,運(yùn)用模型轉(zhuǎn)換方法,提出構(gòu)造狀態(tài)觀測(cè)器,并提供了設(shè)計(jì)方法。
3.由于輸出反饋在物理實(shí)現(xiàn)上優(yōu)于狀態(tài)反饋,進(jìn)而針對(duì)非線性化工過(guò)程 CSTR系統(tǒng),設(shè)計(jì)二次型最優(yōu)輸出調(diào)節(jié)器,考慮輸出反饋的功能不及狀態(tài)反饋的功能這一問(wèn)題,提出一種用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器設(shè)計(jì)最優(yōu)調(diào)節(jié)器的方法,通過(guò)維數(shù)增廣,把動(dòng)
4、態(tài)輸出反饋問(wèn)題轉(zhuǎn)換為狀態(tài)反饋,求解最優(yōu)控制律。
4.考慮化工過(guò)程中對(duì)溫度控制精確性的要求,針對(duì)非線性化工過(guò)程CSTR系統(tǒng),研究最優(yōu)跟蹤控制問(wèn)題,在將非線性系統(tǒng)模型線性化的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)最優(yōu)跟蹤控制律,使系統(tǒng)輸出能夠漸近跟蹤到期望輸出,并且保證誤差極小這一前提條件,利用仿真計(jì)算校驗(yàn)該方法的有效可行性。
5.針對(duì)一類(lèi)受擾動(dòng)的化工過(guò)程CSTR系統(tǒng)模型,研究最優(yōu)擾動(dòng)抑制跟蹤控制問(wèn)題。利用反饋線性化方法,對(duì)受擾CSTR模型進(jìn)行線
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