發(fā)布時間：2024-12-10 21:11

　　現(xiàn)代過程工業(yè)正逐漸由生產(chǎn)大批量、通用型的基礎(chǔ)材料向生產(chǎn)多品種、高品質(zhì)、小批量的專業(yè)產(chǎn)品發(fā)展。間歇過程滿足上述發(fā)展需求,并且具有設(shè)備投資小和轉(zhuǎn)產(chǎn)靈活等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)被廣泛用于石油化工、半導(dǎo)體材料、聚合材料等生產(chǎn)行業(yè)中,在現(xiàn)代過程工業(yè)中扮演著越來越重要的角色。但間歇過程具有多階段重復(fù)操作、非穩(wěn)態(tài)運(yùn)行、離散與連續(xù)變量混雜的過程動態(tài)特性,這使得傳統(tǒng)的控制理論難以適用。如何從間歇過程的特性出發(fā),研究適用于間歇過程的控制理論和方法是亟需解決的問題。本文從間歇過程的本質(zhì)特性出發(fā),基于即時學(xué)習(xí)、迭代學(xué)習(xí)控制、模型預(yù)測控制等理論,研究間歇過程的綜合迭代學(xué)習(xí)控制方法,包括批次間收斂性和批次內(nèi)抗擾性,并對控制系統(tǒng)的收斂性、穩(wěn)定性和魯棒性進(jìn)行理論分析。主要研究內(nèi)容和成果包括:(1)提出一種基于遞階搜索即時學(xué)習(xí)的間歇過程模型辨識方法。通過利用即時學(xué)習(xí)方法建立多個局部模型分別描述過程的非線性特性,實(shí)現(xiàn)對間歇過程非線性特性的逼近。首先基于間歇過程的重復(fù)性將即時學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫分為若干個子數(shù)據(jù)庫,然后同時考慮數(shù)據(jù)間的角度和距離關(guān)系,利用數(shù)據(jù)間相似性將子數(shù)據(jù)庫分為若干個聚類,從而構(gòu)造一種三層搜索框架,最后利用最小二乘法辨識系統(tǒng)模型...

【文章頁數(shù)】：161 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.2即時學(xué)習(xí)建模方法示意圖

建立好局部模型后,就可以得到當(dāng)前工況點(diǎn)的預(yù)測輸出,然后丟棄該模型。當(dāng)下一個查詢數(shù)據(jù)來到時,重新選擇相似數(shù)據(jù)并進(jìn)行建模。基于以上的步驟,即時學(xué)習(xí)建模方法的關(guān)鍵在于以下三個方面:

圖1.3迭代學(xué)習(xí)控制方法結(jié)構(gòu)圖

其中,L(·)為算子。由于學(xué)習(xí)律的改變直接影響迭代學(xué)習(xí)控制方法的一致收斂性和收斂速度,因此迭代學(xué)習(xí)控制理論主要研究學(xué)習(xí)律的設(shè)計。學(xué)習(xí)律主要有以下幾種:

圖1.4基于迭代學(xué)習(xí)控制的間歇生產(chǎn)過程

此外,迭代學(xué)習(xí)律還有模型算法學(xué)習(xí)率[67],最優(yōu)學(xué)習(xí)律[68]、動態(tài)學(xué)習(xí)率[69]及反饋-前饋迭代學(xué)習(xí)律[70]等。迭代學(xué)習(xí)控制方法已經(jīng)大量的應(yīng)用于具有重復(fù)運(yùn)行特性的機(jī)械系統(tǒng)中[71–73]。隨著間歇過程在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)揮越來越重要的作用,迭代學(xué)習(xí)控制在注塑、發(fā)酵及半導(dǎo)體加工等領(lǐng)域中....

圖1.5預(yù)測控制結(jié)構(gòu)圖

迭代學(xué)習(xí)控制方法已經(jīng)大量的應(yīng)用于具有重復(fù)運(yùn)行特性的機(jī)械系統(tǒng)中[71–73]。隨著間歇過程在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)揮越來越重要的作用,迭代學(xué)習(xí)控制在注塑、發(fā)酵及半導(dǎo)體加工等領(lǐng)域中也得到廣泛應(yīng)用。近年來,基于迭代學(xué)習(xí)控制的間歇過程控制方法逐漸成為研究熱點(diǎn)�；�于迭代學(xué)習(xí)控制的間歇生產(chǎn)過程如圖1.4....

本文編號：4015664