非线性自适应温度控制的多产品介绍(doc16页).docx

非线性自适应温度控制的多产品，半间歇聚合反应堆
摘要：
本文认为半间歇聚合反应堆的温度控制必须考虑以下几个问题： （一）在同一反应器中生产多种产品 ; （二）在一个批次改变传热，批次的特点 ; （三）由于不断变化的非线性反应率单体浓度和扩散控制终止反应 （凝胶作用）随时间变化 ; （四）缺乏详细反应堆动力学模型。 Chylla 和 Haase[ Chylla ，RW和出版工业面临的挑战问题 Haase， DR （1993）半间歇聚合反应器的温度控制（更正更新） 。 Comput 。CHEM。 ENG。 17 ， 257-264 ） ，是用来作为模拟的基础上评估这些问题。
一个非线性自适应控制器组成的非线性控制器 （基于微分几何的概念） 加上一个扩展卡尔曼滤波（使用现成资料和知识）提供在所有上述情况的出色的控制。
尤其是上线，估计表现强劲的关键是通过广泛条件的非线性控制器， 与前馈条款奠定控制器可以执行在设定的条件之一， 然而，他们需要重新调整条件和产品的变化。
关键词：非线性控制，自适应控制 ; 状态估计 ; 批式反应器 ; 聚合
简介
半间歇聚合的温度控制反应堆是一项重要而不平凡的问题。 由于其半一批性质的行为，这个过程是非线性的展品随时间变化的。 此外，更改结果从大的变化传热特性当然在聚合物溶液的粘度反应。 从批一批因增加反应器壁结垢清理期间条件经常变化，由于在变化之间如外部温度环境条件和冷却水的温度 （例如夏天到冬天条件）。最后，这是通常情况下，一个给定的批次反应堆将用来产生一个以
上的聚合物等级或类型。面对这种变化的条件，传统的 PID 算法可能表现不佳，除非他们不断地重新调整。
此外还存在相当大的文学批量和半间歇聚合工艺控制。 这些大致可列为修改的
PID 算法和 Hamer（Juba 于 1986 年，Davidson 于 1987），模型预测控制器（ Inglis 等于 1991），自适应线性算法。 Tzouanas ;（Defaye 等人于 1993 年 Shah 于 1989 年）和非线性控制器（ Soroush 和 Kravaris 于 1992; COTT Macchietto 于 1989 年）。在一般情况下，在面对更多的经典 PID 忽视雄辩的和复杂的解决方案。然
而，在控制方面， 改善往往是通过简单的重新调整的可能或修改 PID 算法。线性模型预测自适应控制器提供了许多优秀的控制反应堆， 但不适合多批次或多种产
品情况。在非线性微分方程领域，几何控制器适用于批处理过程（ Kozub MacGregor 于 1992 年 b ;Soroush 和 Kravaris 于 1992 年）的非线性反应堆和动力学模型知识通常假设。 在本文中，我们解决了这一问题。 在这些地方详细的反应堆的温度控制知识是不适用的。
这项工作的基础和仿真模型， 采用的是从工业面临的挑战问题 Chylla 和 Haase （ 1993 年）出版的方法。关键细节总结如下。
和 Haase工业面临的挑战问题
Chylla 和 Haase（1993）模拟是基于工业试验厂半批式反应器。 详情过程中参阅他们的论文，唯一的主要经营条件，就是必须由处理控制器概述：
?半间歇操作 ;
?在一个反应器生产的多种产品（两个样本乳液产品） ;
?改变传热能力（在批处理，从一批一批，并从夏季到冬季条件下） ;
?随时间变化的，由于非线性反应率改变单体浓度和扩散控制终止反应（凝胶效应） 。
在五大系列聚合物产品批次与批次之间， 产品删除，但反应堆却没有清理。 因此，与清洗后的第一批相比，传热第五批能力的系统要低得多。经过五年批次，聚合物反应堆墙壁上（阻碍传热）被删除。
在一批处理过程中，作为一个反应堆的增加粘度内容，传热系数（ ü ）通常
减少到其初始值的三分之一。最初的传热系数（ U0 ）变化之一一批五个一批几
乎减半在单一产品的生产。 凝胶效应原因增加了 9 倍左右的反应率。 此外，单体
饲料突然启动并在几个点停止，这取决于所生产的产品。
读者对模型方程的更多细节于 Chylla 和 Haase（1993） 。能量平衡在这项工作中模拟略有不同，出版 Chylla 和 Haase（见附录 A） 。
为了生产所需的聚合物产品属性， 非常严格的温度控制是必需的。 控制器应保持反应堆温度在设定值的程度华氏。 尽管如上所述的条件很广泛， 控制器应该使用知识是现成的 （有限的测量， 简单的模型） 。目前，在试点的控制系统厂 （公布的模型是基于）级联，如图。一，主控