一種pvc聚合釜溫度多模型離散二階滑膜控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種PVC聚合釜溫度控制方法，特別是涉及一種PVC聚合釜溫度多模 型離散二階滑膜控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 五大熱塑性合成樹脂之一的聚氯乙烯是最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的品種之一。較好的機(jī) 械性能、耐化學(xué)腐蝕性和難燃性都是它所具有的特點(diǎn)，通常將它大量用于硬制品，如制造板 材、閥門、管道和門窗等，也用于軟制品，如生產(chǎn)人造革、薄膜、電線電纜等。聚氯乙烯樹脂等 合成樹脂聚合物的聚合反應(yīng)主要是在間歇式反應(yīng)釜中進(jìn)行，并且在聚合反應(yīng)中反應(yīng)釜的溫 度是最重要的參數(shù)，溫度控制對(duì)于保證間歇式反應(yīng)的產(chǎn)品質(zhì)量和安全生產(chǎn)起著至關(guān)重要的 作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提出一種PVC聚合釜溫度多模型離散二階滑膜控制方法，該方 法采用多模型的離散二階滑模算法，并且與智能控制算法相結(jié)合，將兩者的優(yōu)點(diǎn)緊密的結(jié) 合起來(lái)控制釜溫，使系統(tǒng)具有變結(jié)構(gòu)控制所具有的算法簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快、對(duì)外界噪聲干擾 和參數(shù)攝動(dòng)具有魯棒性，以及智能控制算法的靈活而適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： 一種PVC聚合釜溫度多模型離散二階滑膜控制方法，為一種基于多模型的離散二階滑 模算法與智能控制算法相結(jié)合的方法，所述方法包括以下步驟： 步驟一：跟據(jù)聚合過(guò)程聚合釜溫度控制原理，得到聚合溫度的二階離散方程組。
[0005] 步驟二：確定各個(gè)局部模型下的滑模面方程。
[0006] 步驟三：利用多模型方法算出各個(gè)局部模型的有效度。
[0007] 步驟四：結(jié)合步驟二、步驟三得出多模型二階滑模面方程。
[0008] 步驟五：在加入階躍信號(hào)，脈沖信號(hào)以及隨機(jī)信號(hào)情況下進(jìn)行仿真，并與傳統(tǒng)PID 算法進(jìn)行對(duì)比，得到最優(yōu)的控制模型。
[0009] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果： 1.對(duì)聚氯乙烯聚合過(guò)程聚合釜溫度的控制相對(duì)傳統(tǒng)PID方法提高了響應(yīng)速度。
[0010] 2.結(jié)合了分段仿射模型的在不同轉(zhuǎn)換率分別考慮對(duì)溫度控制的，從而提高了控制 精度。
[0011] 3.由于滑?？刂撇灰蕾囅到y(tǒng)的參數(shù)，使得魯棒性大大提高。
【具體實(shí)施方式】
[0012] -、首先跟據(jù)聚合過(guò)程的聚合釜溫度控制原理，得到聚合溫度的二階離散方程組。
[0013] 我們假設(shè)一個(gè)狀態(tài)變量是S(k + 1)和S(k)的系統(tǒng)，推導(dǎo)出二階滑?？刂破?，定義 σ (k)是新的滑動(dòng)函數(shù)如下：
注意為了確定σ (k)收斂，β是在區(qū)間[0, 1]之間的數(shù)。通過(guò)一階離散滑?？刂频囊?guī) 則（DSMC)，推導(dǎo)出系統(tǒng)控制的滑模函數(shù)：
通過(guò)添加不連續(xù)項(xiàng)保證魯棒性（新的滑模函數(shù)的符號(hào)是σ (k))。類似連續(xù)時(shí)間情況， 應(yīng)用系統(tǒng)通過(guò)一階變換估計(jì)積分的不連續(xù)項(xiàng)。
二、利用多模型方法算出各個(gè)局部模型的有效度。
[0015] 取代開發(fā)一個(gè)系統(tǒng)全局模型，通過(guò)等效控制計(jì)算，多模型方法建議使用局部模型 表示過(guò)程運(yùn)動(dòng)。有兩個(gè)問(wèn)題必須要解決：局部模型的建立和在正確的時(shí)間選擇正確的模型； 如果最終模型通過(guò)融合技術(shù)建立，我們必須計(jì)算局部模型的有效性。
[0016] 確定有效性估計(jì)保守用殘缺法：
y(k)是系統(tǒng)的輸出，yi(k)是第i個(gè)局部模型的輸出，md是局部模型的數(shù)量。
[0017] 為了減少由于不適當(dāng)模型帶來(lái)的抖震現(xiàn)象，我們加強(qiáng)有效性如下：
g是一個(gè)正系數(shù)，規(guī)范化加強(qiáng)有效性通過(guò)：
三、 待確定完各個(gè)局部模型下的滑模面方程以及采用多模型方法算出各個(gè)局部模型的 有效度后，得出多模型二階滑模面方程：
四、 通過(guò)在加入階躍信號(hào)，脈沖信號(hào)以及隨機(jī)信號(hào)情況下與傳統(tǒng)PID算法進(jìn)行比較，二 階離散滑?？刂扑惴ㄒ獌?yōu)于傳統(tǒng)PID算法，而多模型二階離散滑模算法控制效果要優(yōu)于二 階離散滑?？刂扑惴ā?br>【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種PVC聚合釜溫度多模型離散二階滑膜控制方法，為一種基于多模型的離散二階 滑模算法與智能控制算法相結(jié)合的方法，所述方法包括以下步驟： 步驟一：跟據(jù)聚合過(guò)程聚合釜溫度控制原理，得到聚合溫度的二階離散方程組； 步驟二：確定各個(gè)局部模型下的滑模面方程； 步驟三：利用多模型方法算出各個(gè)局部模型的有效度； 步驟四：結(jié)合步驟二、步驟三得出多模型二階滑模面方程； 步驟五：在加入階躍信號(hào)，脈沖信號(hào)以及隨機(jī)信號(hào)情況下進(jìn)行仿真，并與傳統(tǒng)PID算法 進(jìn)行對(duì)比，得到最優(yōu)的控制模型。
【專利摘要】一種PVC聚合釜溫度多模型離散二階滑膜控制方法，涉及一種PVC聚合釜溫度控制方法，該方法針對(duì)聚氯乙烯聚合過(guò)程溫度具有高度非線性和時(shí)變性等特點(diǎn)，提出了基于分段仿射建模的多模型二階離散滑?？刂扑惴ㄑ芯俊Ｊ紫?，采用分段仿射建模方法建立聚合溫度模型，并將其轉(zhuǎn)化成離散狀態(tài)模型；其次，進(jìn)行多模型離散二階滑?？刂扑惴ㄑ芯?；最后，在聚合溫度的仿真研究中，通過(guò)加入階躍信號(hào)，脈沖信號(hào)以及隨機(jī)信號(hào)進(jìn)行對(duì)比表明，二階離散滑?？刂扑惴ㄒ獌?yōu)于傳統(tǒng)PID算法，而多模型二階離散滑模算法控制效果要優(yōu)于二階離散滑?？刂扑惴?。
【IPC分類】G06F17/50
【公開號(hào)】CN105260564
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510737951
【發(fā)明人】高淑芝, 吳曉峰, 蔡慶春, 張萌, 崔權(quán), 于利民
【申請(qǐng)人】沈陽(yáng)化工大學(xué)
【公開日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年11月4日