[发明专利]连续搅拌反应釜的自适应模糊动态面控制装置及控制方法

权利要求书

1.连续搅拌反应釜的自适应模糊动态面控制装置，其特征在于，包括传感器系统(1)、A/D转换器(2)、计算机(3)、滤波器(4)、自适应模糊动态面控制器、D/A转换器(8)、信号放大器(9)和执行器(10)，自适应模糊动态面控制器包括模糊逼近器(5)、参数自适应调整器(6)和动态面控制器(7)；传感器(1)的输出端连接到A/D转换器(2)的输入端，A/D转换器(2)的输出端连接到计算机(3)的输入端，计算机(3)的输出端连接到滤波器(4)的输入端，滤波器(4)的输出端分别连接到模糊逼近器(5)、参数自适应调整器(6)和动态面控制器(7)的输入端，模糊逼近器(5)和参数自适应调整器(6)的输出端均连接到动态面控制器(7)的输入端，动态面控制器(7)的输出端连接到D/A转换器(8)的输入端，D/A转换器(8)的输出端连接到信号放大器(9)的输入端，信号放大器(9)的输出端连接到执行器(10)。

2.根据权利要求1所述的连续搅拌反应釜的自适应模糊动态面控制装置，其特征在于，传感器系统(1)包括温度传感器和浓度传感器。

3.根据权利要求1所述的连续搅拌反应釜的自适应模糊动态面控制装置，其特征在于，滤波器(4)为Kalman滤波器。

4.根据权利要求1所述的连续搅拌反应釜的自适应模糊动态面控制装置，其特征在于，执行器(10)为气动调节阀。

5.利用权利要求1-4任一所述的连续搅拌反应釜的自适应模糊动态面控制装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)利用传感器系统(1)测出连续搅拌反应釜的工作参数信息并将工作参数信息传输给A/D转换器(2)；

(b)通过A/D转换器(2)将工作参数信息转换成数字量，经滤波器(4)滤波后传送给自适应模糊动态面控制器；

(c)自适应模糊动态面控制器中包含的模糊逼近器(5)对系统未建模动态和不确定信息模糊逼近；

(d)自适应模糊动态面控制器中包含的参数自适应调节器(6)对系统未知参数自适应调节；

(e)自适应模糊动态面控制器的动态面控制器(7)产生控制信号，该控制信号经D/A转换器(8)转换为模拟信号，并将模拟信号经信号放大器(9)增强后输出给执行器(10)；

(f)执行器(10)按指令控制冷却剂的温度，从而使得连续搅拌反应釜按照期望的浓度标称值获得稳定的生成物料。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述工作参数信息为当前反应釜的浓度信息和温度信息，浓度信息包括反应釜内进料浓度和出料浓度，温度信息包括冷却剂温度、进料温度和出料温度。

7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，模糊逼近是由语言信息描述的模糊规则并且在逼近未建模动态和不确定项的过程中可以直接利用这些语言信息；模糊规则，是指根据已有的经验和技术知识构造的一系列if-then语言规则。

8.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，模糊逼近过程是采用重心法将模糊逻辑系统的输出加权平均为最接近于未建模动态和不确定项实际值的精确量；参数自适应调整过程是采用误差积分规则对系统未知参数在线自适应调整，使得未知参数被自适应的调整到使得整个系统稳定的合适值。

9.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，动态面控制是由系统低阶向高阶反推的自适应模糊动态面控制器构造规则，在反推过程中使用低通滤波器过滤掉高频成分，简化自适应模糊动态面控制器结构。