一种基于混沌优化免疫模糊PID的汽提温度控制方法，涉及一种聚氯乙烯汽提塔的温度控制方法，该方法针对聚氯乙烯汽提过程中温度难以精确控制、大时滞、非线性的特点，采用免疫模糊PID控制器来控制汽提温度，提出了基于混沌优化免疫模糊PID的汽提温度控制算法。首先，通过混沌粗搜索(一次载波)，快速得到参数次优解；其次，利用细搜索（二次载波）在次优解近领域精确寻找到全局最优解。最后，该算法与常规PID、模糊PID、免疫模糊PID三种方法进行仿真对比，仿真结果表明：该算法超调量更小，稳定时间短，系统响应速度更快等特点，明显改善汽提塔的温度控制效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种聚氯乙烯汽提塔的温度控制方法，特别是涉及一种融合混沌优化 算法的免疫模糊PID的汽提温度控制方法。
技术介绍
聚氯乙烯（PVC)作为世界第二大通用树脂，应用极为广泛。氯乙烯单体（VCM)是用 来合成聚氯乙烯主要原料，它具有一定的毒性。在工业生产中，汽提工艺用来脱出聚氯乙烯 产品中多余的氯乙烯单体，使聚氯乙烯产品中氯乙烯含量在标准范围内。因此，运用先进的 高效的控制算法来提高聚氯乙烯产品的质量，控制VCM含量，降低生产的成本以及保护生 态环境成为一个新的研究方向。
技术实现思路
本专利技术在于提供一种基于混沌优化免疫模糊PID的汽提温度控制方法，该方法采 用混沌优化算法与免疫模糊PID相结合的方法来实现汽提塔的温度控制。首先设计免疫模 糊PID控制器，并通过李雅普诺夫综合法来推导出模糊规则，采用加权平均解模糊法得到 输出/?，然后应用混沌优化对模糊控制器的参数进行优化搜索，最终快速找到全局最优 解，提高搜索速度，减小超调量，缩短稳定时间。 本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的： 一种基于混沌优化免疫模糊PID的汽提温度控制方法，为一种融合混沌优化算法的免 疫模糊PID的汽提温度控制方法，所述方法包括以下步骤： 步骤一：根据生物免疫系统的机理，得出免疫反馈控制模型。 步骤二：设计免疫模糊PID控制器，在常用的PID控制器离散形式下，结合生物系 统的免疫机理，得出免疫PID控制器的输出。 步骤三：利用模糊控制系统可逼近非线性函数的原理来实现对非线性函数的选 取，根据李雅普诺夫综合法来推导得出模糊推理规则，以保证对系统的稳定性。 步骤四：根据Zadeh法的AND操作，采用加权平均解模糊法得到输出。 步骤五：通过混沌优化算法，采用混沌粗搜索得到次优解，再通过细搜索从次优解 中得到全局最优解。 本专利技术的优点与效果是： 1.本专利技术采用混沌优化算法对免疫模糊PID的控制参数进行优化，避免了大量的参数 调试工作，快速的找到全局最优解。 2.本专利技术提高聚氯乙烯汽提塔温度控制的稳定性和精确度，大大缩短了稳定时 间，减小了系统超调量。【具体实施方式】 下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。 -、首先确定免疫反馈控制模型，根据生物的免疫机理，假定将α?#作为第k代抗 原的数量，&(幻·作为T细胞分化的釋细胞数量其中，是激励因子，符号为正。 因 g细胞会影响B细胞的产生，假定石价）为$细胞对B细胞的影响，则：上式中：〈是抑制因矛，符号为正^_濯一叫險性函魏表示綱_胞匕的抑制量： 它的输出限制在. 由公式⑴和（2)，则B细胞接收的总刺激为：式（3)即为一个免疫反馈控制。 二、设计免疫模糊PID控制器，根据常用的PID控制器离散形式：其中，P控制器控制规律如下：结合生物系统的免疫机理，将第k代抗原数量 饵幻作为系统的偏差#)，第kREiffi胞換汝总刺激巩幻作为系统的输出_)，由公式;a?辱：截_!雕制反应酿，M狀，提高卩酿速度。为控制稳定效果，增大，可以减小超调，提高稳定性。 由公式（4) (5) (6)，可得出免疫PID控制器的输出为：三、在选取非线性函数/(*)之后，根据推导得出的模糊推理规则，保证/(*)对系统的稳 定性。 令门~转换成如下形式式(8)中,.?和I2分别代表?(t)和加沐)，/表示/(*) ο 4和/是正比关系，.来用二^鋼控制器得到控制量/hA)。为使被控对象在平 衡点CC^of处趋于稳定，选择李雅普诺夫函数：F(JC11X3)在(0,0)Γ领域正定，由0),得:：:要·濯统在(0, Of点渐近稳定，在(0, Of领簡?该_四、通过混沌优化算法，得到全局最优解。 步骤1:猜I^gisic映射作屬麵的涵喊量： 其中，#是控制参畺，《 = 1，2,'..。并且当W= 4且毛e (_0，1)吋LogiSic映射完全处在 混沌状态。运用混沌状态对初值敏感的特点，取个初值可得到I个不同轨迹的混沌变量。 步骤2 :将混沌变量的变化范围调整到相对应的优化变量变化范围，令#的混沌 变量设为AH+1, D的_屯变ft设为石W，<的混丨说为為糾，岵的涵屯变量设为1+1 。因为混沌变量的变化范围限定在（〇，1)，因此，令宠的优化变量彳的优化变量为的优化变量为的优化变量为ζ邮，得到： 步骤3 :采用混沌粗搜索得到次优解： 聰；每次的调节值对被控对象调节，得出输出值。在次寻 优次数中找到满足ITAE的性能指标：满足上式为最小，并离散化，即：通过:_次寻优，可得一组参数值_作为免疫模糊PID参数 的次优解 步骤4 :在次优解的基础上，进行二次载波，从次优解中得到全局最优解。根据 Logisic 映射：其中，Ci是吋变参数，占是Ci的衰减因子.占的作用是逐步缩小擺.蚊：1^遍_历区域。满足 ci+1[] i?. ( A是给定常數值）时终止，否则重新搜索。此时所得结果为全局参数最优解【主权项】1. 一种基于混沛优化免疫模糊PID的汽提温度控制方法，为一种融合混沛优化算法的 免疫模糊PID的汽提温度控制方法，所诉方法包括W下步骤： 步骤一：根据生物免疫系统的机理，得出免疫反馈控制模型； 步骤二；设计免疫模糊PID控制器，在常用的PID控制器离散形式下，结合生物系统的 免疫机理，我们将第k代抗原数量骑姆作为系统的偏差<巧，第k代B细胞接收总刺激巧巧 作为系统的输出^^^得出免疫？1〇控制器的输出； 步骤Η;利用模糊控制系统可逼近非线性函数的原理来实现对非线性函数巧；*);的选 取，根据李雅普诺夫综合法来推导得出模糊推理规则，W保证/(*)对系统的稳定性； 步骤四：根据Zadeh法的AND操作，采用加权平均解模糊法得到输出激：*);;; 步骤五：通过混沛优化算法，采用混沛粗搜索得到次优解，再通过细搜索从次优解中得 到全局最优解。【专利摘要】一种基于混沌优化免疫模糊PID的汽提温度控制方法，涉及一种聚氯乙烯汽提塔的温度控制方法，该方法针对聚氯乙烯汽提过程中温度难以精确控制、大时滞、非线性的特点，采用免疫模糊PID控制器来控制汽提温度，提出了基于混沌优化免疫模糊PID的汽提温度控制算法。首先，通过混沌粗搜索(一次载波)，快速得到参数次优解；其次，利用细搜索（二次载波）在次优解近领域精确寻找到全局最优解。最后，该算法与常规PID、模糊PID、免疫模糊PID三种方法进行仿真对比，仿真结果表明：该算法超调量更小，稳定时间短，系统响应速度更快等特点，明显改善汽提塔的温度控制效果。【IPC分类】G05D23/19, G05B11/42【公开号】CN105320173【申请号】CN201510738585【专利技术人】高淑芝, 吴晓峰, 蔡庆春, 张萌, 崔权, 于利民 【申请人】沈阳化工大学【公开日】2016年2月10日【申请日】2015年11月4日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于混沌优化免疫模糊PID的汽提温度控制方法，为一种融合混沌优化算法的免疫模糊PID的汽提温度控制方法，所诉方法包括以下步骤：步骤一：根据生物免疫系统的机理，得出免疫反馈控制模型；步骤二：设计免疫模糊PID控制器，在常用的PID控制器离散形式下，结合生物系统的免疫机理，我们将第k代抗原数量作为系统的偏差，第k代B细胞接收总刺激作为系统的输出，得出免疫PID控制器的输出；步骤三：利用模糊控制系统可逼近非线性函数的原理来实现对非线性函数的选取，根据李雅普诺夫综合法来推导得出模糊推理规则，以保证对系统的稳定性；步骤四：根据Zadeh法的AND操作，采用加权平均解模糊法得到输出；步骤五：通过混沌优化算法，采用混沌粗搜索得到次优解，再通过细搜索从次优解中得到全局最优解。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高淑芝，吴晓峰，蔡庆春，张萌，崔权，于利民，
申请(专利权)人：沈阳化工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。