非線性自適應(yīng)溫

1、常州大學(xué)本科生畢業(yè)論文外文翻譯第 PAGE 13 頁(yè) 共 NUMPAGES 13 頁(yè)非線性自適應(yīng)溫度控制的多產(chǎn)品，半間歇聚合反應(yīng)堆摘要：本文認(rèn)為半間歇聚合反應(yīng)堆的溫度控制必須考慮以下幾個(gè)問題： （一）在同一反應(yīng)器中生產(chǎn)多種產(chǎn)品; （二）在一個(gè)批次改變傳熱，批次的特點(diǎn); （三）由于不斷變化的非線性反應(yīng)率單體濃度和擴(kuò)散控制終止反應(yīng)（凝膠作用）隨時(shí)間變化 ; （四）缺乏詳細(xì)反應(yīng)堆動(dòng)力學(xué)模型。 Chylla和Haase Chylla ，RW和出版工業(yè)面臨的挑戰(zhàn)問題Haase， DR （1993）半間歇聚合反應(yīng)器的溫度控制（更正更新） 。 Comput 。CHEM。 ENG。 17 ， 257-264

2、） ，是用來作為模擬的基礎(chǔ)上評(píng)估這些問題。一個(gè)非線性自適應(yīng)控制器組成的非線性控制器（基于微分幾何的概念）加上一個(gè)擴(kuò)展卡爾曼濾波（使用現(xiàn)成資料和知識(shí)）提供在所有上述情況的出色的控制。尤其是上線，估計(jì)表現(xiàn)強(qiáng)勁的關(guān)鍵是通過廣泛條件的非線性控制器，與前饋條款奠定控制器可以執(zhí)行在設(shè)定的條件之一，然而，他們需要重新調(diào)整條件和產(chǎn)品的變化。 關(guān)鍵詞：非線性控制，自適應(yīng)控制;狀態(tài)估計(jì);批式反應(yīng)器;聚合1.簡(jiǎn)介半間歇聚合的溫度控制反應(yīng)堆是一項(xiàng)重要而不平凡的問題。由于其半一批性質(zhì)的行為，這個(gè)過程是非線性的展品隨時(shí)間變化的。此外，更改結(jié)果從大的變化傳熱特性當(dāng)然在聚合物溶液的粘度反應(yīng)。從批一批因增加反應(yīng)器壁結(jié)垢清理期間

3、條件經(jīng)常變化，由于在變化之間如外部溫度環(huán)境條件和冷卻水的溫度（例如夏天到冬天條件）。最后，這是通常情況下，一個(gè)給定的批次反應(yīng)堆將用來產(chǎn)生一個(gè)以上的聚合物等級(jí)或類型。面對(duì)這種變化的條件，傳統(tǒng)的PID算法可能表現(xiàn)不佳，除非他們不斷地重新調(diào)整。此外還存在相當(dāng)大的文學(xué)批量和半間歇聚合工藝控制。這些大致可列為修改的PID算法和Hamer（Juba于1986年，Davidson于1987），模型預(yù)測(cè)控制器（Inglis等于1991），自適應(yīng)線性算法。Tzouanas ;（Defaye等人于1993年Shah于1989年）和非線性控制器（Soroush和Kravaris于1992; COTT Macchie

4、tto于1989年）。在一般情況下，在面對(duì)更多的經(jīng)典PID忽視雄辯的和復(fù)雜的解決方案。然而，在控制方面，改善往往是通過簡(jiǎn)單的重新調(diào)整的可能或修改PID算法。線性模型預(yù)測(cè)自適應(yīng)控制器提供了許多優(yōu)秀的控制反應(yīng)堆，但不適合多批次或多種產(chǎn)品情況。在非線性微分方程領(lǐng)域，幾何控制器適用于批處理過程（ KozubMacGregor于1992年b ;Soroush和Kravaris于1992年）的非線性反應(yīng)堆和動(dòng)力學(xué)模型知識(shí)通常假設(shè)。在本文中，我們解決了這一問題。在這些地方詳細(xì)的反應(yīng)堆的溫度控制知識(shí)是不適用的。這項(xiàng)工作的基礎(chǔ)和仿真模型，采用的是從工業(yè)面臨的挑戰(zhàn)問題Chylla和Haase（1993年）出版的方

5、法。關(guān)鍵細(xì)節(jié)總結(jié)如下。2.Chylla和Haase工業(yè)面臨的挑戰(zhàn)問題Chylla和Haase（1993）模擬是基于工業(yè)試驗(yàn)廠半批式反應(yīng)器。詳情過程中參閱他們的論文，唯一的主要經(jīng)營(yíng)條件，就是必須由處理控制器概述：半間歇操作;在一個(gè)反應(yīng)器生產(chǎn)的多種產(chǎn)品（兩個(gè)樣本乳液產(chǎn)品）;改變傳熱能力（在批處理，從一批一批，并從夏季到冬季條件下） ;隨時(shí)間變化的，由于非線性反應(yīng)率改變單體濃度和擴(kuò)散控制終止反應(yīng)（凝膠效應(yīng)） 。在五大系列聚合物產(chǎn)品批次與批次之間，產(chǎn)品刪除，但反應(yīng)堆卻沒有清理。因此，與清洗后的第一批相比，傳熱第五批能力的系統(tǒng)要低得多。經(jīng)過五年批次，聚合物反應(yīng)堆墻壁上（阻礙傳熱）被刪除。在一批處理過程中

6、，作為一個(gè)反應(yīng)堆的增加粘度內(nèi)容，傳熱系數(shù)（ ）通常減少到其初始值的三分之一。最初的傳熱系數(shù)（U0 ）變化之一一批五個(gè)一批幾乎減半在單一產(chǎn)品的生產(chǎn)。凝膠效應(yīng)原因增加了9倍左右的反應(yīng)率。此外，單體飼料突然啟動(dòng)并在幾個(gè)點(diǎn)停止，這取決于所生產(chǎn)的產(chǎn)品。讀者對(duì)模型方程的更多細(xì)節(jié)于Chylla和Haase（1993） 。能量平衡在這項(xiàng)工作中模擬略有不同，出版Chylla和Haase（見附錄A） 。為了生產(chǎn)所需的聚合物產(chǎn)品屬性，非常嚴(yán)格的溫度控制是必需的?？刂破鲬?yīng)保持反應(yīng)堆溫度在設(shè)定值的程度華氏。盡管如上所述的條件很廣泛，控制器應(yīng)該使用知識(shí)是現(xiàn)成的（有限的測(cè)量，簡(jiǎn)單的模型） 。目前，在試點(diǎn)的控制系統(tǒng)廠（公布的

7、模型是基于）級(jí)聯(lián)，如圖。一，主控制器控制通過操縱的給定的反應(yīng)器的溫度進(jìn)外套的溫度。一個(gè)從控制器調(diào)節(jié)閥崗位入口外套的溫度保持在由主控制器設(shè)定值計(jì)算。 PID算法目前正在實(shí)施兩個(gè)循環(huán)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，循環(huán)可以充分使用PI算法控制。因此，這項(xiàng)工作是為了找到一個(gè)更好的控制器主關(guān)注循環(huán)。仿真結(jié)果表明，作為主PID控制器不能維持室內(nèi)的溫度所需的限制，并使設(shè)定值超過5華氏度。這是與工業(yè)反應(yīng)器觀測(cè)相一致（ Chylla和Haase，1993年）。圖1.Chylla -Haase反應(yīng)堆的示意圖3.紙張概述文件的其余部分安排如下：首先，為Chylla-Haase反應(yīng)堆準(zhǔn)備非線性自適應(yīng)（ NLA ）控制器。該算法由一個(gè)非

8、線性微分幾何控制器與擴(kuò)展卡爾曼濾波（EKF ）提供的估計(jì)隨時(shí)間變化的參數(shù)。非線性自適應(yīng)算法是對(duì)產(chǎn)品介紹，第一批清洗后的條件。 其二，NLA控制器相比，一個(gè)PID控制器和前饋補(bǔ)償?shù)腜ID。與前饋補(bǔ)償和的PID非線性自適應(yīng)控制器是最有前途的解決方案。可以看出，在“理想的條件下”，兩個(gè)PID控制提供良好的前饋補(bǔ)償了NLA控制。當(dāng)擴(kuò)展到多批次和多產(chǎn)品，非線性自適應(yīng)算法顯然優(yōu)于與前饋補(bǔ)償?shù)腜ID 。該文件的最后一節(jié)為總結(jié)的結(jié)果。4.非線性控制基于微分幾何的非線性控制器控制理論經(jīng)常用于自由基聚合反應(yīng)器（ Kozub和MacGregor于1992年b ; Soroush和Kravaris于1992年） 。然

9、而，在許多成功的應(yīng)用程序相比，在使用的過程中運(yùn)用了非常復(fù)雜的模型。在這項(xiàng)工作中，幾何非線性控制器在一般能量平衡的基礎(chǔ)上衍生了semibatch反應(yīng)堆。參數(shù)如沒有詳細(xì)的模型傳熱或粘度都被假定為可用。有許多等價(jià)的方法派生非線性控制算法。在這項(xiàng)工作中，非線性控制器是來自一個(gè)錯(cuò)誤軌跡的基礎(chǔ)（McaAuley等人于1990年麥考利和MacGregor于1993年）?；拘枰哪芰科胶夥匠掏茖?dǎo)出控制器其中FL是一個(gè)集總參數(shù)的效果反應(yīng)速率（即凝膠的粘度效應(yīng)）和指前因子。后來被稱為自動(dòng)加速因子。請(qǐng)注意，在這里詳細(xì)的動(dòng)力學(xué)知識(shí)不可用，這樣的總體結(jié)構(gòu)將適用于大多數(shù)間歇聚合反應(yīng)堆。從（1） （2）能源平衡左右出現(xiàn)反

10、應(yīng)堆及其內(nèi)容，在一般狀態(tài)空間的符號(hào)如下：其中y是控制變量（溫度）和向量x TTM T主控制器的操縱變量（U）是入口溫度設(shè)定值（ TJ . P ） 。為了推導(dǎo)出非線性控制器，它假定從動(dòng)態(tài)非?？臁Ｒ虼?，實(shí)際進(jìn)假定等于溫度（ TJ ，（2） ）設(shè)定值。這種假設(shè)顯著簡(jiǎn)化控制器和介紹一些進(jìn)程/型號(hào)不匹配。然而，錯(cuò)配引入的假設(shè)不顯著影響的表現(xiàn)非線性控制器（克拉克 - 普林格爾，1995年） 。檢查過程方程，可以看出，過程有兩個(gè)相對(duì)順序（相對(duì)順序輸入次數(shù)（ TJ ， P ）必須集成到更多相對(duì)的討論影響輸出（7） ; 為了見Kravaris和坎特（1990） 。適當(dāng)?shù)恼`差方程（即所需的閉環(huán)行為）一個(gè)相對(duì)順序兩

11、個(gè)過程其中e = （Y ， P - Y） =（T P - T ）。積分項(xiàng)允許注冊(cè)成立不可或缺的行動(dòng)來消除偏移從模型產(chǎn)生與過程中的不匹配。參數(shù)d ，DE和D3控制器的調(diào)整常數(shù)，由選定的用戶可以指定所需的閉環(huán)行為。對(duì)于ChyllaHaase系統(tǒng)， DJ和DE選擇63 ， D3 = 0 ，這些值預(yù)測(cè)過阻尼閉環(huán)行為與建立時(shí)間10分鐘左右。價(jià)值OFD 3是通過試驗(yàn)和錯(cuò)誤調(diào)整（4）和差異，以彌補(bǔ)實(shí)際閉環(huán)廠行為。值D3 = 0.4提供良好的性能。對(duì)于兩個(gè)或兩個(gè)以上的，系統(tǒng)的相對(duì)順序衍生工具的符號(hào)顯著簡(jiǎn)化控制器的推導(dǎo)。鑒于一個(gè)向量函數(shù)f（x ）和一個(gè)標(biāo)量函數(shù)H（X） ，李導(dǎo)的H （X）修復(fù)方向）（3）項(xiàng)所述的

12、相對(duì)順序兩個(gè)系統(tǒng)可以重新使用李群衍生工具在以下形式表示：（6）代入誤差方程（4） （7） ，假設(shè)恒定的設(shè)定和重新安排，給人（8）為操縱非線性控制器的變量表達(dá)式。在模型（8）是完美的，（4） ，該工廠將表現(xiàn)為指定的表達(dá)式里衍生工具時(shí)，需要在本系統(tǒng)（ （6）（ 7） ）控制器（ （8） ）見附錄B。要落實(shí)控制器， （8）在每個(gè)評(píng)估時(shí)刻。要做到這一點(diǎn)，工藝參數(shù)值的模型方程（1）和（2）要求。對(duì)于許多人來說是常量參數(shù)，如單體的比熱，很好的估計(jì)可能是手冊(cè)或植物專有信息。然而，不同的是如傳熱系數(shù)或參數(shù)自動(dòng)加速因子等小信息。一種選擇是使用在不斷的平均值控制器模型。圖2顯示的表現(xiàn)一個(gè)產(chǎn)品之一，其中之一的非線性

13、控制器仿真時(shí)的平均值的傳熱率（ UA）和自動(dòng)加速因子（ / 3）被使用。一價(jià)值875 BTU / （ F H ）用于UA （真正的價(jià)值從1400 500 BTU / （ F H ）在批次范圍）和！ 3200分 - / 3 （ true參數(shù)提高到29700分 - 從3300分- I ） 。所有其他參數(shù)（1 ）（2）假定為完全已知和國(guó)家案例圖。 2。顯示為非線性控制器繪制虛線實(shí)線和一個(gè)PID控制器以供參考。設(shè)定值（ 180 F）的產(chǎn)品之一，良好的控制的限制（ + F），也方便顯示，設(shè)定值將不會(huì)被繪制在未來圖表。如圖2，無論是控制和操縱的行為變量，最初電抗器被控在環(huán)境與水和預(yù)聚物溫度90F（請(qǐng)注意，

14、只有堆溫圖的上半部分顯示）?！皟?nèi)容被加熱到設(shè)定值的程度內(nèi)（設(shè)定值180F）的產(chǎn)品之一。在179 F時(shí)，單體進(jìn)料開始。單體是美聯(lián)儲(chǔ)為預(yù)先設(shè)定的在產(chǎn)品之一（70分鐘）的時(shí)間長(zhǎng)度恒進(jìn)給速度。 70分鐘后的飼料停止在批處理模式下運(yùn)行的反應(yīng)堆是一個(gè)額外的60分鐘。兩個(gè)產(chǎn)品的配方是相似的，不同的飼料率和飼料倍。執(zhí)行間隔主控回路（算法）是15秒; 從循環(huán)執(zhí)行每0.6秒一次。正如圖2可以看出，非線性控制器是不完美的。事實(shí)上， PID優(yōu)于非線性控制器。顯然，即使是納入在非線性控制器的積分也不一定與過程/型號(hào)相匹配。這突出表明，上線的參數(shù)估計(jì)是非線性控制器順利實(shí)施的關(guān)鍵。在接下來的部分，一個(gè)擴(kuò)展卡爾曼濾波器是用來

15、提供幾個(gè)時(shí)間估計(jì)的不同參數(shù)。反應(yīng)溫度時(shí)間（分鐘）時(shí)間（分鐘）圖2.與非線性控制使用UA和B（實(shí)線）的平均值相比，P1D的控制（虛線） 5.擴(kuò)展卡爾曼濾波從上一節(jié)的結(jié)果表明，時(shí)變參數(shù)的信息需要執(zhí)行的非線性控制器。在本節(jié)中，擴(kuò)展卡爾曼濾波提供所需的估計(jì)。這種特殊的方法狀態(tài)和參數(shù)估計(jì)已成功地應(yīng)用于聚合反應(yīng)堆（Gagnon和MacGregor于1991年，麥考利和MacGregor于1991年; Kozub和MacGregor于1992 ; Kim等人于1992年。Dimitratos等于1989）。卡爾曼的標(biāo)準(zhǔn)理論過濾可以發(fā)現(xiàn)在這些出版物中并不會(huì)在這里重復(fù)。在非線性控制方程包含幾個(gè)參數(shù)可能不知道的。

16、然而，卡爾曼濾波器的自由是有限度的，而不是所有都可以更新未知數(shù)。出于這個(gè)原因，只有是隨時(shí)間變化的參數(shù)，其值無法通過其他途徑獲得被認(rèn)為是由EKE更新ChyllaHaase反應(yīng)堆，給出確定性的狀態(tài)模型微分方程（1）（2） （ TTjojT ） 。這也是實(shí)測(cè)變量。未知的隨時(shí)間變化的參數(shù)作為增強(qiáng)國(guó)家必須估計(jì)是熱傳熱系數(shù)（U）自動(dòng)加速因子（ FL ）和單體的痣（N ） 。由于佛羅里達(dá)州和痣單體只出現(xiàn)在所有的過程作為一個(gè)產(chǎn)品方程，F(xiàn)L和納米的價(jià)值是無法估計(jì)的分開。然而，產(chǎn)品的估計(jì)，魚翅，是從溫度測(cè)量。最終，只有有價(jià)值的bnm，才是必需的非線性控制器。為了適用于EKF這些參數(shù)，必須承擔(dān)他們的時(shí)間模型結(jié)構(gòu)整個(gè)

17、批次的持續(xù)時(shí)間變化。一隨機(jī)游走模型通常假定的行為未知參數(shù)，如果一個(gè)人有沒有更好的先驗(yàn)知識(shí)。參數(shù)產(chǎn)品的預(yù)期的行為finm是復(fù)雜的，從隨機(jī)游走（實(shí)線，圖3）。假設(shè)在EKF的一個(gè)隨機(jī)步行結(jié)構(gòu)導(dǎo)致貧困的估計(jì)，尤其是當(dāng)單體進(jìn)料開始（虛線，圖3標(biāo)記“非結(jié)構(gòu)化EKF的）。在圖3，假定（現(xiàn)在）衡量的傳熱系數(shù)是可用FL和納米所需的估計(jì)。應(yīng)該指出非結(jié)構(gòu)化EKF的使用非常大的價(jià)值方差元素與finm相關(guān)的國(guó)家協(xié)方差矩陣R。這意味著，EKF的依賴幾乎完全是在溫度測(cè)量而忽略在這個(gè)過程中的任何信息模型。圖3.估計(jì)未知參數(shù)長(zhǎng)期N米在這種情況下，更應(yīng)該了解的是一般行為的各個(gè)參數(shù)。為了提高估計(jì)of/3nm ，并利用現(xiàn)有的過程模型

18、（1）（2） ，提供信息有關(guān)的各個(gè)組成部分（ / 3和納米）可注冊(cè)成立。一個(gè)痣的結(jié)構(gòu)模型單體可以合并使用摩爾平衡許多不同型號(hào)的自動(dòng)加速因子可能提出的。從聚合物過程中的經(jīng)驗(yàn)，它是眾所周知，凝膠效應(yīng)的增加是由于聚合物粒子的粘度。通常情況下，粘度成倍增加和指數(shù)模型可能假設(shè)：其中“ massfed ”是單體美聯(lián)儲(chǔ)累積質(zhì)量更新參數(shù)s 是作為一個(gè)隨機(jī)游走。因此， / 3取代（10）在所有的過程方程，小號(hào)是仿照作為一個(gè)隨機(jī)游走（ K = K - J + WK ） 。在實(shí)施擴(kuò)展卡爾曼濾波下面的方式。在執(zhí)行步驟K +1 ，痣平衡， （9），集成的過程方程（1 ）（2） ，從上一步“K ”當(dāng)前步驟“ K + ”

19、。這給出了一個(gè)反應(yīng)堆模型的預(yù)測(cè)和溫度：XD = TTJ NM + 。由于它是作為一個(gè)隨機(jī)建模步行，隨機(jī)狀態(tài)的預(yù)測(cè)值（ X = 0當(dāng)溫度測(cè)量變得可用，擴(kuò)展卡爾曼濾波更新模型預(yù)測(cè)的溫度狀態(tài)，隨機(jī)狀態(tài)s 作為其中x *= T TJ適合和卡爾曼增益，KK是基于關(guān)于預(yù)測(cè)的作業(yè)點(diǎn)的線性X *（ TK + DTK ） 。它沒有更新沒有觀察到的獨(dú)立的未來EKE XD（執(zhí)行tklt ） （11）是由更新T和TJ ，和預(yù)測(cè)值的納米值。當(dāng)然，人們所期望的模型預(yù)測(cè)單體的摩爾開始出現(xiàn)分歧，給出的開環(huán)摩爾平衡的狀態(tài)。然而，在EKF調(diào)整模型 （ ，因此/ 3 ） ，并提供一個(gè)優(yōu)秀的product/3n估計(jì)。虛線圖3顯示了這

20、種“結(jié)構(gòu)性的估計(jì)of/3n米EKF的“一個(gè)產(chǎn)品之一，首批模擬。現(xiàn)在重要的瞬態(tài)in/3n米的初始部分是為藍(lán)本。已知圖3傳熱系數(shù)（U）是假設(shè)，但是它也必須估計(jì)。由于增加粘度反應(yīng)器的內(nèi)容，它是已知的傳熱系數(shù)會(huì)脫落指數(shù)（上圖圖。4 ，實(shí)線） 。因此，如果有一項(xiàng)指標(biāo)粘度，如攪拌功率（W） ，然后一個(gè)模型的形式可以推測(cè)的傳熱系數(shù)作為由于沒有在電力攪拌器表達(dá)ChyllaHaase系統(tǒng)， （14）修改，實(shí)際粘度是用來表示攪拌器功率：（15）包含兩個(gè)未知參數(shù)， 。一個(gè)指出，在可表達(dá)為結(jié)束重新整理和代入式（15 ）的結(jié)果在（17）介紹了如何在傳熱系數(shù)在單體進(jìn)料期間的變化。為了實(shí)現(xiàn)初值和終值的U （U0 ，UR ）

21、和最后粘度/攪拌器功率（）是必需的。對(duì)于聚合物產(chǎn)品，所有批次應(yīng)該有大致相同的最終粘度，因此，基于對(duì)過去的平均值可用于批次。 Chylla-Haase系統(tǒng)，最終傳熱系數(shù)僅略有不同從一批批為給定的的產(chǎn)品。因此，烏爾平均值就足夠了。這類型的信息可從能源在幾個(gè)批次最終實(shí)施的平衡之間獲得。獲得最初的傳熱系數(shù)值是比較困難的。與U的最終值， U0顯著不同的批次。對(duì)于每個(gè)批次，U0使用上線的能源，可估計(jì)平衡在采暖期，然后再開始單體進(jìn)料：實(shí)現(xiàn)了上線的能量平衡（18 ）表明，當(dāng)操縱變量時(shí)，U0的優(yōu)良估計(jì)是可能的， T）的 ，P，是其最大值。在這段時(shí)間里，堆溫在一個(gè)幾乎恒定的速度范圍內(nèi)增加，并準(zhǔn)確dTldt估計(jì)是可

22、能的。操縱后可變關(guān)閉上限，堆溫少可預(yù)見的行為，并估計(jì)傳熱系數(shù)惡化。因此，最后UO的估計(jì)，TJ . 是在其約束時(shí)用來在（17） 。如果沒有過程的變化，預(yù)計(jì)，能源（ 8 ）平衡，最終可能被替換每批在初始熱轉(zhuǎn)移值清洗順序。返回的傳熱系數(shù)模型（ （17） ） ，只有tk4仍然不明。模擬（不所示）表明，一個(gè)恒定值， B充分車型傳熱的軌跡系數(shù)為所有批次的產(chǎn)品之一。因此，沒有必要更新4行。當(dāng)然，如果不知道，人們可以將其與擴(kuò)展卡爾曼過濾器繼續(xù)作為一個(gè)隨機(jī)模型 4步行和更新上線。最終4行估計(jì)可刪除并替換為適當(dāng)?shù)墓烙?jì)值。（17）隨時(shí)間變化的傳熱系數(shù)，與從熱能量平衡的初始值U0（ （18） ） ，用于控制和狀態(tài)估計(jì)

23、。表1根據(jù)要求供應(yīng)估計(jì)算法總結(jié)了用戶的參數(shù)值。相同的參數(shù)為產(chǎn)品兩個(gè)要求，但是，它們將有不同的價(jià)值觀。我正在使用的值在此提出模擬出版，。靈敏度研究（克拉克 - 普林格爾于1995年）表明，性能非線性自適應(yīng)算法是在這些估算參數(shù)合理的不確定性。結(jié)合上述方程，圖4顯示了估計(jì)長(zhǎng)期/ / NM和傳熱系數(shù)為一個(gè)產(chǎn)品之一，一批一個(gè)仿真。有些對(duì)溫度的測(cè)量噪聲（O = 0.04 F）， （注意，噪音O = 0.5 F測(cè)試）。正如圖4所示，結(jié)合擴(kuò)展卡爾曼濾波和離線參數(shù)化是成功估算未知的工藝參數(shù)。類似的性能在五個(gè)條件下觀察。傳熱系數(shù)時(shí)間（分鐘）時(shí)間（分鐘）圖4.未知參數(shù)的估計(jì)表摘要所需產(chǎn)品一的參數(shù)值，6.非線性自適應(yīng)

24、控制估計(jì)算法的目標(biāo)是提供所需的參數(shù)估計(jì)的非線性控制器。最終確定，估計(jì)性能所產(chǎn)生的溫度控制。參數(shù)估計(jì)產(chǎn)品/ 3納米和傳熱系數(shù)，U是提供估計(jì)算法而單體是被使用。初步能源在加熱過程中為實(shí)施的平衡（18）提供了一個(gè)最初的熱傳遞系數(shù)，估計(jì)EKE衍生物的熱傳遞模型（6）（ 7 ）和控制器方程（8），這種非線性溫度控制器是在附錄B圖5顯示了一個(gè)產(chǎn)品，批次的溫度控制一個(gè)仿真。無論是控制和操縱變量顯示。同樣噪音已經(jīng)被添加到溫度測(cè)量（CR = 0.04 F）。非線性自適應(yīng)控制器可以輕松地保持溫度在控制的范圍內(nèi)。在目前為止的所有案件中，有一些固有的過程/模式不匹配。之間有小錯(cuò)誤估計(jì)和真實(shí)的參數(shù)和結(jié)構(gòu)U和/ /真實(shí)與

25、假定模型是不同的。也存在結(jié)構(gòu)不匹配的冷卻系統(tǒng)。非線性自適應(yīng)控制范圍其他的相當(dāng)大的未建模影響也調(diào)查由克拉克 - 普林格爾（1995），說明這里討論情況。通常，參數(shù)是假設(shè)的一個(gè)常量，然而，其真正的價(jià)值是在艙口中的變化。為了說明這一點(diǎn)，單體的比熱（CP ），在真正的過程中被改變時(shí)變參數(shù)與初始值的0.4，在反應(yīng)過程中提高到最終值2。在模型非線性控制器和卡爾曼濾波器，保留了0.4的恒定值。如圖6，非線性性能根據(jù)這種不匹配的自適應(yīng)控制器。 product/3n米估計(jì)所示溫度圖。盡管CPM顯著和未知的變化，非線性控制器還提供了良好的溫度規(guī)管。其控制器特性是一種直接擴(kuò)展卡爾曼濾波的結(jié)果。正如圖6所示，估計(jì)價(jià)值

26、of/3n M（虛線）慢慢背離參數(shù)的真值（實(shí)線）。為了所推出的模型誤差補(bǔ)償增加CPM值，因此必須提供更大的冷卻， EKF的跌幅估計(jì)反應(yīng)速率的長(zhǎng)期/納米。任何進(jìn)程/型號(hào)不匹配這可以解釋為在釋放的熱量變化分為廣泛的一類，將處理的錯(cuò)誤在這種方式EKF的。因此，擴(kuò)展卡爾曼過濾器是在提供一個(gè)靈活的特性功能與非線性控制器。7.算法的比較在本節(jié)中，三個(gè)不同的控制算法比較：一個(gè)PID ，前饋補(bǔ)償?shù)腜ID ，非線性自適應(yīng)控制器。這些控制器選擇部分來說明整合效果知識(shí)的過程控制算法。特別是多大的過程信息的問題需要控制好回答。一個(gè)簡(jiǎn)短的PID與前饋的PID會(huì)在本文章介紹。PID算法被認(rèn)為是“調(diào)整” 。其初步調(diào)整確定可

27、接受的整定規(guī)則，Smith和Corripio ，在反應(yīng)堆的第一順序的基礎(chǔ)上，近似獲得多批次的試驗(yàn)和錯(cuò)誤。PID是速度形成與實(shí)施下列調(diào)整參數(shù)： K = 5; TT = 7分鐘; TD = 0.3分鐘。除了調(diào)整， PID控制器使用沒有過程的信息。下圖的溫度調(diào)節(jié)可以看出此控制器。圖2溫度PID控制超過限額控制兩倍。因此，引入前饋補(bǔ)償，以彌補(bǔ)釋放的熱量。使用簡(jiǎn)單的上線，估計(jì)釋放（QR）的熱量能量平衡（Juba和Hamer于1986 ; COTT Macchietto于1989年） ：從溫度為dTIdt值計(jì)算數(shù)據(jù)采用向后差分?jǐn)?shù)值分化方程。傳熱的行值系數(shù)，U也是必需的（假定其他參數(shù)（19） ） 。一個(gè)簡(jiǎn)單

28、的二多項(xiàng)式模型可確定從反應(yīng)堆和溫度時(shí)間從前面的批次數(shù)據(jù)。以下多項(xiàng)式MIAL獲得的產(chǎn)品之一：（20）代表一個(gè)產(chǎn)品的平均軌跡和五個(gè)一批的周期內(nèi)所有批次。 （ 21 ）（22）總結(jié)前饋算法產(chǎn)品之一：兩個(gè)前饋傳遞函數(shù)的微調(diào)，通過試驗(yàn)和錯(cuò)誤。前饋信號(hào)是結(jié)合前面討論的反饋PID控制器（ （23） ） 。 feedforwardlfeedback算法有更多的進(jìn)程信息納入其結(jié)構(gòu)比非線性自適應(yīng)控制器的PID ，但小于（尤其是傳熱系數(shù)）。PID和前饋補(bǔ)償?shù)腜ID相比，非線性自適應(yīng)控制器在接下來的章節(jié)介紹。 反應(yīng)溫度入口外套溫度設(shè)定值圖5.非線性自適應(yīng)控制器的性能8.理想的條件下的性能圖7顯示了三個(gè)控制器的性能一個(gè)

29、產(chǎn)品之一，首批模擬。噪聲添加到溫度測(cè)量。而良好優(yōu)化PID是顯示為破折號(hào) - 點(diǎn)線，帶前饋的PID補(bǔ)償圖點(diǎn)，非線性自適應(yīng)控制器是為實(shí)線所示。1華氏度限制也有繪制。PID控制，前饋補(bǔ)償和非線性自適應(yīng)控制器保持反應(yīng)堆溫度所需的邊界內(nèi)。顯然，信息關(guān)于釋放的熱量有助于PID控制前饋?zhàn)畲笙薅鹊販p少初始溫度過沖。然而，溫度慢慢偏離設(shè)定值附近的期值。 PID的展品約80分鐘的相同的行為。這種緩慢的向上漂移溫度由于這一事實(shí)，傳熱系數(shù)下降，大大晚于反應(yīng)，固定增益PID控制器變得非常呆滯。非線性自適應(yīng)控制器展出這樣一個(gè)控制問題EKF提供U的最新估計(jì)從圖7，非線性自適應(yīng)和PID前饋行動(dòng)提供良好的控制，定義Chylla

30、和Haase（1993）。非線性自適應(yīng)算法保持最接近的溫度設(shè)定值（ 180 F）的整體。反應(yīng)溫度圖6.非線性自適應(yīng)控制中存在未建模效果非線性自適應(yīng)溫度控制圖7.比較控制器：產(chǎn)品一，首批9.廣泛的防污在本節(jié)中，呈現(xiàn)了控制器的魯棒性的污染。每個(gè)算法應(yīng)用于每個(gè)產(chǎn)品之一，一批五模擬。調(diào)音從上一節(jié)（批號(hào)一）使用。從圖中顯示的結(jié)果8，在控制PID算法中顯示嚴(yán)重退化，都允許反應(yīng)器溫度設(shè)定值過沖幾乎5 E的非線性自適應(yīng)控制器是非常強(qiáng)大的從批次不同批次，并說明仿真變化不大。當(dāng)然，非線性自適應(yīng)魯棒性控制器是一個(gè)行參數(shù)的直接結(jié)果估計(jì)?；叵胍幌拢@個(gè)算法有一個(gè)初步的上線能量平衡，以提供一個(gè)估計(jì)最初的傳熱系數(shù)（U0 ）

31、在升溫。因此，它知道如何傳熱變化從批次。為了提高性能PID類控制器，不同的調(diào)整，將有用于每個(gè)批次。對(duì)于一個(gè)多批次的過程中，為每個(gè)新形勢(shì)尋找新的調(diào)整參數(shù)很費(fèi)時(shí)。在這種情況下，非線性自適應(yīng)控制器將非常有吸引力。其結(jié)構(gòu)變化用的工藝參數(shù)，如值傳熱系數(shù)，以提供相同的閉環(huán)響應(yīng)（所需的錯(cuò)誤軌跡）工廠模式的轉(zhuǎn)變。在本節(jié)中，工廠模型作為結(jié)垢造成不同程度的改變。 反應(yīng)溫度圖8.比較控制器：產(chǎn)品之一，第五批10.多種產(chǎn)品第二個(gè)產(chǎn)品首要關(guān)注的是增加所需的信息。在本節(jié)解決了兩個(gè)問題：調(diào)整;過程的參數(shù)。對(duì)于PID類控制器（ PID和PID控制前饋補(bǔ)償） ，就是重新調(diào)整以至于呈現(xiàn)最大的多個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)的障礙。對(duì)于每個(gè)新產(chǎn)品，新

32、的調(diào)整需要良好的性能。良好優(yōu)化的控制器是無數(shù)時(shí)間的結(jié)果耗時(shí)的試驗(yàn)和錯(cuò)誤批次。對(duì)于Chylla-Haase需要為每個(gè)反應(yīng)堆，獨(dú)立PID調(diào)節(jié)因素每個(gè)產(chǎn)品的批次，兩個(gè)產(chǎn)品共10套調(diào)整規(guī)則。對(duì)于前饋發(fā)布和熱量的算法，傳輸功能飼料站必須為每個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行微調(diào)。上線QR能量平衡能以產(chǎn)品的相同形式實(shí)施。非線性自適應(yīng)控制器的優(yōu)勢(shì)因?yàn)槠錂C(jī)理模型的PID控制器為基礎(chǔ)的方法。所需的閉環(huán)軌跡可以指定產(chǎn)品（如有必要，每個(gè)的ChyllaHaase反應(yīng)堆產(chǎn)品之一， D ， D2和D3的值也給兩個(gè)產(chǎn)品控制好）?？刂破麽槍?duì)不同結(jié)構(gòu)的變化自動(dòng)在線測(cè)量和工藝參數(shù)的值。第二點(diǎn)是利益工藝參數(shù)。對(duì)于三個(gè)控制器，表2總結(jié)了其過程中每個(gè)算法所需的參數(shù)。唯一的參數(shù)是不容易測(cè)量或很難找到列出比熱值，如水和飼料溫度的假定。每個(gè)工藝參數(shù)的值需要為每個(gè)聚合物產(chǎn)品。由于U ， FL和納米更新上線，這些參數(shù)如何預(yù)期需要改變方法。顯然，非線性控制器需要更多的知識(shí)過程和更加努力落實(shí)建模。一般最初建模的性質(zhì)是完整的。圖9顯示了兩個(gè)產(chǎn)品的模擬，首先：只有非線性自適應(yīng)控制器能夠維持界內(nèi)的溫度并控制好產(chǎn)品;其次，傳熱能力系統(tǒng)脫落時(shí)，更新迅速產(chǎn)品兩個(gè)，因此， PID類控制器有溫度調(diào)節(jié)的顯著問題飼料期結(jié)束（約70-75分鐘）。它應(yīng)該值得注意的是，非線性自適應(yīng)控制器直接延伸到產(chǎn)品的兩個(gè)部分，因?yàn)樵谙?/p>