一种针对双级化学反应器的采样控制方法技术

本发明专利技术公开了一种针对双级化学反应器的采样控制方法。该方法为：首先对双级化学反应器进行建模，得到化学反应器的状态空间模型；然后针对得到的系统模型，对系统进行坐标变换，引入可调参数，得到变换后的新系统；接着针对系统不可量测的状态设计相应的线性离散状态观测器，对系统状态进行估计；再构造合适的李雅普诺夫函数，利用李雅普诺夫稳定性理论，得到系统可调参数和采样周期的取值范围，对双级化学反应器的采样进行控制，最后利用确定的坐标变换中引入的可变参数L及采样周期T，对双级化学反应器的采样进行控制。本发明专利技术能够很好地估计系统的未知状态，并且提高了双级化学反应器采样控制的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种针对双级化学反应器的采样控制方法
本专利技术涉及非线性控制
，特别是一种针对双级化学反应器的采样控制方法。
技术介绍
对于一类双级化学反应器来说，若要对其进行控制，设计相应的控制器，首先需要对其进行建模，得到系统的状态空间模型。然而，化学反应器状态空间模型是非线性的，无法使用线性系统的分析设计方法，从而增加了系统控制器的设计难度。为了解决这个问题，针对非线性系统，越来越多的学者和专家开始致力于相关控制方法的研究，并且产生了很多的成果，例如反步设计法和加幂积分器方法等。近年来，随着计算机技术和微电子技术的发展，计算机凭借其强大的数据分析能力和计算能力，在控制器的分析和设计方面发挥了巨大的作用，因此，采样控制器得到了越来越广泛的应用。对于采样控制器的设计，一般有两种常用的方法：一种就是对原系统进行处理，利用离散时间模型来近似原系统模型，但是一个最重要的问题就是离散时间模型只能得到原系统的近似模型，而无法得到精确模型；另一种处理方法就是先基于连续方法设计出一个控制器，然后通过一个离散化过程得到采样控制器，通过选择合适的采样周期能够保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对双级化学反应器的采样控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、对双级化学反应器进行建模，得到具有时滞影响的非线性上三角系统的系统模型；/n步骤2、针对不可量测的系统状态，设计线性离散状态观测器对系统状态进行估计；/n步骤3、基于估计的状态，设计采样控制器；/n步骤4、基于李雅普诺夫稳定性理论，确定坐标变换中引入的可变参数L及采样周期T，对双级化学反应器的采样进行控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种针对双级化学反应器的采样控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、对双级化学反应器进行建模，得到具有时滞影响的非线性上三角系统的系统模型；
步骤2、针对不可量测的系统状态，设计线性离散状态观测器对系统状态进行估计；
步骤3、基于估计的状态，设计采样控制器；
步骤4、基于李雅普诺夫稳定性理论，确定坐标变换中引入的可变参数L及采样周期T，对双级化学反应器的采样进行控制。


2.根据权利要求1所述的针对双级化学反应器的采样控制方法，其特征在于，步骤1中建立双级化学反应器状态空间模型，具体如下：
步骤1.1、将双级化学反应器建模为：






式中，x1和x2是反应器的输出成分，和分别为对应于x1和x2的导数，R1和R2是循环流量，k1和k2是化学反应常数，σ1和σ2是反应器停留时间，V1和V2是反应器体积，F为进料速率，δ1(·)和δ2(·)是未知非线性函数，τ是系统的时滞；下标1、2分别表示第一级、第二级化学反应器；
将系统(1)转化为一类特殊的系统，即具有时滞影响的非线性上三角系统：






y(t)＝x1(t),
x(θ)＝h(θ),θ∈[-τ,0]
式中，xi和分别为系统状态及其导数，u(t)∈R和y(t)∈R分别为系统的输入和系统的输出；φi(·)为系统未知连续非线性函数；h(θ)为系统的初始状态函数；τ为系统的时滞环节；
步骤1.2、对于步骤1.1建立的系统模型，设定如下：
设定1、对于系统中的未知非线性函数φi(·)，存在正常数c1和c2使得如下式子成立：



式中|*...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛兆明，马倩，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32