化工学报 ›› 2008, Vol. 59 ›› Issue (6): 1470-1478.

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反应器-换热器网络的PI-多模型动态矩阵控制

杨辉;杨马英;邬芬   

  1. 浙江工业大学信息工程学院
  • 出版日期:2008-06-05 发布日期:2008-06-05

PI and multi-model dynamic matrix control of reactor-heat exchanger networks

YANG Hui; YANG Maying; WU Fen   

  • Online:2008-06-05 Published:2008-06-05

摘要:

针对反应器-换热器网络动态特性在时间上的多尺度特性,应用奇异摄动法得到它在两个不同时间尺度上的子模型:快时间尺度上的能量平衡模型、慢时间尺度上的物料平衡模型。同时,考虑到反应器-换热器网络非线性特性、存在噪声干扰、参数扰动等模型不确定性,快、慢时间尺度子模型分别采用PI控制、多模型动态矩阵控制。最后,通过与快、慢时间尺度子模型分别采用PI控制、动态输出反馈控制的控制策略的仿真效果比较,表明本文中的控制策略在克服噪声、参数扰动方面具有一定优势。

关键词:

反应器-换热器网络, 多时间尺度, 奇异摄动法, 多模型动态矩阵控制, 动态输出反馈控制

Abstract:

According to the dynamic behavior of reactor-heat exchanger networks featuring multi-time scales, two sub models were derived respectively in two time scales using the method of singular perturbation modeling: a model about energy balance in fast time scale, and a model about material balance in slow time scale.By taking into account the nonlinear behavior, the disturbances in kinetic parameters and the noise existing in reactor-heat exchanger networks, a composite control strategy was proposed consisting of a multi-model dynamic matrix controller in slow time scale and a PI controller in fast time scale.Simulation results demonstrated better performance of disturbance and noise rejection of the proposed control strategy over that of the control strategy consisting of a dynamic output feedback controller in slow time scale and a PI controller in fast time scale.

Key words:

反应器-换热器网络, 多时间尺度, 奇异摄动法, 多模型动态矩阵控制, 动态输出反馈控制