申请/专利权人：辽宁石油化工大学

申请日：2024-03-12

公开（公告）日：2024-06-11

公开（公告）号：CN118170019A

主分类号：G05B13/04

分类号：G05B13/04

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.06.28#实质审查的生效;2024.06.11#公开

摘要：高温炉加热过程多模态信号补偿广义开环响应控制方法，属于工业过程的先进控制领域，包括以下步骤：步骤一：将高温炉加热过程在多个工作点附近线性化得到多个子模型，每个子模型表示成一阶纯滞后模型与未知高阶非线性项和的形式，未知高阶非线性项由前一时刻高阶非线性项和其变化率描述；步骤二：针对一阶纯滞后模型设计广义开环响应控制器；步骤三：针对前一时刻高阶非线性项设计补偿器；步骤四：针对未知高阶非线性项的变化率设计补偿器，由上述三个控制器组成每个子模型的信号补偿广义开环响应控制器，由多个子模型实现高温炉加热过程的多模态控制。

主权项：1.高温炉加热过程多模态信号补偿广义开环响应控制方法，其特征如下：首先，高温炉加热过程由多个子模型加权表示，每个子模型表示成一阶纯滞后模型与未知高阶非线性项和的形式，未知高阶非线性项由前一时刻高阶非线性项和其变化率描述： 其中i表示第i个子模型，k表示离散时间，多项式Aiz-1＝1-az-1，a、K都是多项式系数，yk+1是下一时刻的系统输出，uk是当前时刻控制输入，式中部分是通过一阶纯滞后模型变换得到，vk是当前时刻未知高阶非线性项，vk＝vk-1+Δvk，vk-1是前一时刻高阶非线性项，Δvk是未知高阶非线性的变化率，通过加权多个子模型得到高温炉加热过程模型如下： 其中是加权系数，l表示子模型的总数Miyk表示加权值；然后，针对子模型中的一阶纯滞后模型设计广义开环响应控制器u1k： 式中ek＝yspk-yk，yspk为设定值，控制器参数如下： 式中L的值为一阶纯滞后模型的滞后时间与采样时间比值的整数部分，多项式Qz-1、Pz-1由丢番图方程Az-1Qz-1+B+z-1Pz-1＝Gz-1求得，α和ε为两个可调的控制器参数，基于Smith预估原理，这里L＝0时得到多模态广义开环响应控制器u1k为：u1k＝u1k-1+G'z-1ek-P'z-1yk5式中其次，针对前一时刻高阶非线性项设计多模态补偿器u2k：u2k＝-Kz-1vk-16引入如下性能指标求解前一时刻高阶非线性项多模态补偿器参数： 其中Rz-1、B-z-1、G'z-1、K'z-1、Kz-1是关于z-1的多项式； 由式2和Rz-1可得： 通过一步最优前馈控制律使式7性能指标最优求解带有前一时刻高阶非线性项的多模态控制器uk： 将式10代入式2得高温炉加热过程多模态闭环方程： 其中使式11闭环方程稳定，由式11可知，为消除前一时刻高阶非线性项的影响令其前面的系数为零从而实现vk-1的补偿，进而求解u2k的控制器参数： 于是高温炉加热过程多模态闭环方程变为： 最后，求解未知高阶非线性项变化率多模态补偿器，由于当前时刻高阶非线性项的变化率Δvk未知，但是其造成误差ek已知，将式10左右两边同时减去得到以ek+1为输出，u3k为输入的系统方程： 引入下列性能指标：J'＝min[ek+1]215由上式可知，ek+1＝0为性能指标最优解，通过一步最优调节律求解未知高阶非线性项变化率多模态补偿器u3k： 多模态信号补偿广义开环响应控制器uk：uk＝u1k+u2k+u3k17综上所述，多模态广义开环响应控制器、前一时刻高阶非线性项多模态补偿器、未知高阶非线性项的变化率多模态补偿器构成多模态信号补偿的广义开环响应控制器。

全文数据：

权利要求：

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