【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及制糖，特别涉及一种煮糖制炼物料对流平衡协同自适应控制方法。
技术介绍
1、制糖过程具有传热、传质和相变等特点，是一个复杂的化学和物理过程，包括各种因素的相互作用。由于它是一个具有高度非线性映射和复杂机理的系统，很难通过内部机理和机理建模来实现对制糖过程的控制。全模拟人工操作控制被认为是糖厂精制过程控制的有效方法。然而，从制糖煮炼过程和最终精炼效果来看，完全模拟人工操作的控制方法并不是最好的。从实际实验结果和制糖煮炼过程的综合分析来看，辅助控制策略和锤度跟踪控制策略相结合的控制方法能够有效地改善最终的精炼效果。制糖过程的内部机理控制虽然很难实现，但通过过程数据的数据驱动控制是可以实现的。制糖过程的影响因素提供了数据驱动控制条件。
2、制糖过程中的结晶是固体物质以晶体的形式从溶液中析出的相变过程。其内在驱动力主要来自热力学中结晶体系的非平衡特性。过饱和是制糖过程中结晶的前提。在制糖过程中，只有当糖液过饱和时，糖晶才能从溶液中结晶出来。当过饱和溶液自发形成晶核时，极限浓度为糖溶质的超溶解度。糖类溶质的溶解度与糖类溶质的超溶解度之间的区域是糖类精制过程中的结晶亚稳区。在结晶介稳区，可以有效地调节晶体的粒度分布和形貌。当糖液过饱和由结晶介稳区进入结晶不稳定区时，由于糖液的成核作用，迅速产生大量细小颗粒，严重影响糖液精制的最终效果。
3、制糖煮炼过程中各内部因素的综合作用过程可以看作是温度场、真空场、压力场等物理场的协同作用过程。根据各物理场的固有特性和制糖煮炼过程的耦合现象，可以初步分析各物理场之间的
4、现有制糖煮炼过程中还存在一些不足，例如制糖煮炼过程中无法实现物料平衡与对流平衡的自适应协同控制；糖分吸收效果不好，仍然大量存在于废密中；最终成品糖晶粒均匀度不高；入料过程无法自适应调整，仍然需要依赖人工肉眼观察与人工辅助调整。
5、公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种煮糖制炼物料对流平衡协同自适应控制方法，可以解决入料自适应控制、物料平衡与对流平衡自适应协同、提高晶粒均匀度与制炼过程最终膏密纯度差等问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种煮糖制炼物料对流平衡协同自适应控制方法，包括以下步骤：
3、步骤s1：采集煮糖制炼过程数据；
4、步骤s2：将步骤s1所获得数据构建煮糖制炼影响因素特征关系，获得煮糖制炼过程糖膏传热传质特征约束；
5、步骤s3：根据步骤s1所得的煮糖制炼过程数据与步骤s2所得的煮糖制炼过程糖膏传热传质特征约束，获取制炼过程对流平衡控制方程；
6、步骤s4：根据步骤s1所得的煮糖制炼过程数据与步骤s2所得的煮糖制炼过程糖膏传热传质特征约束，建立制炼过程锤度跟随控制的误差方程及其一阶差分方程，综合形成锤度跟随控制误差方程；
7、步骤s5：以步骤s3获得的制炼过程对流平衡控制方程与步骤s4获得的锤度跟随控制误差方程为主导，建立煮糖制炼过程优化控制准则；
8、步骤s6：根据步骤s5所获得的煮糖制炼过程优化控制准则和步骤s2所获得的制炼过程传热传质特征约束，利用偏微分方程极值原理获得制炼过程调节阀开口度数据递推子适应控制律；
9、步骤s7：对步骤s6所获得的制炼过程调节阀开口度数据递推子适应控制律，自适应递推计算各个调节阀的开口度，并根据限幅反馈再输出策略，迭代修正各个调节阀开口度，以满足实际设备的承受能力。
10、优选地，上述技术方案中，步骤s1中煮糖制炼过程数据包括：一效蒸汽压力、一效蒸汽温度、二效蒸汽压力、二效蒸汽温度、入料流量、入料阀门开口度、煮糖制炼罐内真空度、废汽温度、真空出口温度、糖膏锤度、糖膏上温度、糖膏中温度、糖膏下温度与糖膏立方数中的一种或几种。
11、优选地，上述技术方案中，步骤s2中煮糖制炼过程糖膏传热传质特征约束包括糖膏温度与锤度变化关系、蒸汽温度与糖膏锤度变化关系。
12、优选地，上述技术方案中，步骤s3获取制炼过程对流平衡控制方程包括：以温度变化量为控制目标，建立对流平衡控制方程；方程如下：
13、δtw(k)＝0.5(t1(k)+t2(k))-0.5(t1(k-1)+t2(k-1))
14、δtw(k)表示相邻两个采集控制周期的平均损耗温度之差，t1(k)表示第k采集控制期的废气温度，t2(k)表示第k采集控制期的真空出口温度。
15、优选地，上述技术方案中，步骤s4锤度跟随控制误差方程为：
16、fb＝||e(k+1)||2+||e(k+1)-e(k)||2
17、e(k)＝b*(k)-b(k)
18、fb表示锤度跟随控制误差方程，b*(k)表示第k采集控制期的目标锤度，b(k)表示第k采集控制期的实际锤度，e(k)表示第k采集控制期的锤度跟随控制偏差，fb第一项表示最小化第k+1采集控制期锤度跟随控制偏差，fb第二项表示最小化第k+1采集控制期锤度跟随控制偏差的一阶差分。
19、优选地，上述技术方案中，步骤s5建立煮糖制炼过程优化控制准则的方法为：
20、f(u(k))＝||e(k+1)||2+||e(k+1)-e(k)||2+γ||u(k)-u(k-1)||2
21、过程控制向量u(k)表示第k+1采集控制期的过程控制向量；f(u(k))表示以过程控制向量u(k)为主导变量的优化控制准则函数，第一项表示最小化第k+1采集控制期锤度跟随控制偏差，第二项表示最小化第k+1采集控制期锤度跟随控制偏差的一阶差分，第三项作用是平滑过程控制量；γ表示优化权重系数；
22、过程控制向量u(k)构成如下，其中o1(k)、o2(k)、o3(k)与o4(k)分别表示4个调节阀的阀门开口度；
23、u(k)＝[o1(k),o2(k),o3(k),o4(k)]t。
24、优选地，上述技术方案中，步骤s6中制炼过程调节阀开口度数据递推子适应控制律的方法为：
25、将步骤s5的煮糖制炼过程优化控制准本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种煮糖制炼物料对流平衡协同自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的煮糖制炼物料对流平衡协同自适应控制方法，其特征在于，步骤S1中煮糖制炼过程数据包括：一效蒸汽压力、一效蒸汽温度、二效蒸汽压力、二效蒸汽温度、入料流量、入料阀门开口度、煮糖制炼罐内真空度、废汽温度、真空出口温度、糖膏锤度、糖膏上温度、糖膏中温度、糖膏下温度与糖膏立方数中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的煮糖制炼物料对流平衡协同自适应控制方法，其特征在于，步骤S2中煮糖制炼过程糖膏传热传质特征约束包括糖膏温度与锤度变化关系、蒸汽温度与糖膏锤度变化关系。
4.根据权利要求1所述的煮糖制炼物料对流平衡协同自适应控制方法，其特征在于，步骤S3获取制炼过程对流平衡控制方程包括：以温度变化量为控制目标，建立对流平衡控制方程；方程如下：
5.根据权利要求1所述的煮糖制炼物料对流平衡协同自适应控制方法，其特征在于，步骤S4锤度跟随控制误差方程为：
6.根据权利要求1所述的煮糖制炼物料对流平衡协同自适应控制方法，其特征在于，步骤S5建立
7.根据权利要求1所述的煮糖制炼物料对流平衡协同自适应控制方法，其特征在于，步骤S6中制炼过程调节阀开口度数据递推子适应控制律的方法为：
8.根据权利要求1所述的煮糖制炼物料对流平衡协同自适应控制方法，其特征在于，步骤S7中，基于限幅反馈再输出策略迭代修正各个调节阀开口度的方法为：
...【技术特征摘要】
1.一种煮糖制炼物料对流平衡协同自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的煮糖制炼物料对流平衡协同自适应控制方法，其特征在于，步骤s1中煮糖制炼过程数据包括：一效蒸汽压力、一效蒸汽温度、二效蒸汽压力、二效蒸汽温度、入料流量、入料阀门开口度、煮糖制炼罐内真空度、废汽温度、真空出口温度、糖膏锤度、糖膏上温度、糖膏中温度、糖膏下温度与糖膏立方数中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的煮糖制炼物料对流平衡协同自适应控制方法，其特征在于，步骤s2中煮糖制炼过程糖膏传热传质特征约束包括糖膏温度与锤度变化关系、蒸汽温度与糖膏锤度变化关系。
4.根据权利要求1所述的煮糖制炼物料对流平衡协同自适应控制方法，其特征在...
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