Batch processes have the advantages of low investment of equipment, quick returns, flexible switch to other products, etc. They become increasingly important in modern process industry. However, the dynamic characteristics of multi-phase operation, unstable running and combination of discrete and continuous variables increase the difficulty of designing control systems for batch processes and result in the inapplicability of most of traditional control theory and method. This project starts from the inherent characteristics and control requirements of batch processes and proposes new method of designing and analyzing the two-dimensional integrated control systems that coordinate time domain and batch domain, which includes: studying the description method of two-dimensional integrated system that represents the properties of both the time and batch domains to implement the integrated analysis, design and optimization of time-batch domain; studying optimal control methods that balance the within-batch robustness and batch-to-batch convergence, and giving rigorous mathematical description and theoretical proof of the convergence, stability and robustness of the two-dimensional control systems to implement the time-batch domain optimality in the sense of two-dimensional systems; studying robust control methods that are applicable to the two-dimensional systems of batch processes with uncertainties to guarantee the robust stability and disturbance rejection properties of closed-loop system under the circumstance of non-repetitive parameter perturbation or non-repetitive external disturbance. This project will be verified through the experiment facilities of batch reaction distillation processes to meet the control requirement of high precision and rapidity.
间歇过程具有设备投资小、见效快且转产灵活等优点,在现代过程工业中的地位越来越重要。但多阶段重复操作、非稳态运行、离散与连续变量混合的过程动态特性增加了间歇过程控制系统设计的难度,造成大多数传统的控制理论方法难以适用。本项目从间歇过程的本质特性和控制需求出发,提出协同时间域、批次域的间歇过程二维集成系统设计和分析新方法,包括:研究能够表示时间域、批次域动态特性的二维集成系统描述方法,实现时间域-批次域的集成分析、设计和优化;研究均衡批次内抗扰性和批次间收敛性的控制系统集成优化新方法,对二维控制系统的收敛性、稳定性和鲁棒性进行严格的数学描述和理论证明,实现时间域-批次域二维系统意义下的最优性;研究适用于不确定性间歇过程二维系统的鲁棒控制新方法,保证闭环系统在非重复参数摄动或非重复外部扰动下的鲁棒稳定性和扰动抑制性能。本项目将在间歇反应精馏过程实验装置上进行验证,满足高精度和快速性的控制需求。
间歇过程具有设备投资小、见效快且转产灵活等优点,在现代过程工业中的地位越来越重要。但多阶段重复操作、非稳态运行、离散与连续变量混合的过程动态特性增加了间歇过程控制系统设计的难度,造成大多数传统的控制理论方法难以适用。因此,本项目从间歇过程的本质特性和控制需求出发,从机理上系统地研究了协同时间域、批次域的不确定性间歇过程二维集成系统设计和分析新方法,形成了一种面向实际间歇生产过程系统化的时间域批次域集成参数控制方法,为复杂工业过程的优化与控制提供新思路。具体如下:(1)融合机理信息,引入了批次间循环周期数和经济利润函数,研究了能够表示时间域、批次域动态特性的不确定性间歇过程二维集成系统描述方法。 (2)系统地研究了均衡批次内抗扰性和批次间收敛性的控制系统集成优化新方法,对批次域的收敛性、时间域的跟踪性以及集成控制系统的稳定性和鲁棒性进行了严格的数学描述和理论证明,创新建立了适用于不确定性间歇过程二维系统的鲁棒控制新方法。.
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数据更新时间:2023-05-31
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