[发明专利]一阶反应连续搅拌釜式反应器的混杂模型优化控制方法

权利要求书

1.一种用于一阶反应连续搅拌釜式反应器（CSTR）的混杂系统模型框架优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）对一阶反应CSTR装置进行状态空间建模，并确定其正常工作的工作范围和每个工作范围内的稳态工作点；

（2）根据一阶反应CSTR的状态空间模型，确定其混杂系统优化模型；

（3）根据混杂系统优化模型，求解控制信号参数；

（4）根据控制信号参数合成控制信号，实施控制。

2.根据权利要求1所述一阶反应连续搅拌釜式反应器的混杂模型优化控制方法，其特征在于，所述步骤（1）中，建立的一阶反应CSTR的状态空间模型如下式所示：

          

其中，是物质A的浓度C_A，同时也是输出变量；即CSTR温度T；y是输出变量；u是冷却液温度T_cf，是控制变量；所有变量都是无量纲参数，取值为；剩余参数都是化学反应固定参数，一般取值为：，，，以及；

该一阶反应CSTR有3个工作范围Ω₁=[0,0.35），Ω₂=[0.35,0.78），Ω₃=[0.78,1]，每个工作范围内有一个稳态工作点，当x₁∈[0.78,1]时，其稳态工作点为xs₁=[x₁,x₂] ^T =[0.856,0.886]^T，当x₁∈[0.35,0.78]时，其稳态工作点为xs₂=[x₁,x₂] ^T =[0.5528,0.7517]^T，当x₁∈[0,0.35]时，其稳态工作点为xs₃=[x₁,x₂] ^T =[0.2353,0.705]^T。

3.根据权利要求1所述一阶反应连续搅拌釜式反应器的混杂模型优化控制方法，其特征在于，所述步骤（2）具体包括以下两个子步骤：

（A）在每个范围内的稳态工作点附近将一阶反应CSTR的状态空间模型线性化；

（B）根据一阶反应CSTR的线性化模型，建立其混杂系统优化模型。

4.根据权利要求1所述一阶反应连续搅拌釜式反应器的混杂模型优化控制方法，其特征在于，所述步骤（3）具体包括以下两个子步骤：

（a）将一阶反应CSTR转化为ILOG CPLEX软件可处理的形式；

（b）求解其混杂系统优化模型，确定控制信号参数。