[发明专利]煮糖结晶过程多目标优化与数据驱动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及煮糖结晶过程的自动控制领域，特别涉及一种煮糖结晶过程多目标优化与数据驱动控制方法。

背景技术

煮糖结晶过程的数据驱动控制是指仅根据煮糖系统结晶过程中产生的离线或在线输入输出数据(输入数据主要为物料流量或物料阀门开度，输出数据主要为糖膏锤度、液位、温度或糖液过饱和度)设计控制器，设计的控制器不显含或隐藏煮糖结晶系统的机理模型信息，而且能够保障系统的收敛性、稳定性和鲁棒性。由此可见，基于数据驱动的煮糖结晶过程控制方法摆脱了传统控制器设计对煮糖结晶过程机理模型的依赖，避免了传统控制器在机理模型复杂的情况下存在的鲁棒性、可靠性等问题。

线性化方法是处理非线性系统的常见做法，其主要目的是为了简化控制器的设计过程，以便于控制过程的实现。典型的线性化方法有反馈线性化、Taylor线性化、分段线性化、正交函数逼近线性化等，但这些线性化方法要么需要非线性系统模型的信息，要么需要进行较多的模型参数调节。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，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。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煮糖结晶过程多目标优化与数据驱动控制方法，从而克服传统控制器在机理模型复杂的情况下存在的鲁棒性、可靠性等问题的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种煮糖结晶过程多目标优化与数据驱动控制方法，包括以下步骤：1)设置煮糖结晶过程中的糖膏温度、糖液过饱和度、糖液纯度及糖膏体积的优化范围；2)获取某一批次煮糖结晶过程的糖膏温度、糖液过饱和度、糖液纯度及糖膏体积；3)对所述糖膏温度、所述糖液过饱和度、所述糖液纯度及所述糖膏体积进行优化，获得优化后的期望糖膏温度、期望糖液过饱和度、期望糖液纯度及期望糖膏体积；4)设置所述CFDL-MFAPC控制器的控制参数，将期望糖膏温度、期望糖液过饱和度、期望糖液纯度及期望糖膏体积转化为所述CFDL-MFAPC控制器的期望输出信号值；5)执行所述CFDL-MFAPC控制器，根据所述期望输出信号值获取所述CFDL-MFAPC控制器的控制输入信号以确定煮糖过程的入料阀门的开度。

优选地，上述技术方案中，将期望糖膏温度、期望糖液过饱和度、期望糖液纯度及期望糖膏体积转化为所述CFDL-MFAPC控制器的期望输出信号值的步骤如下：

21)通过以下(1)-(4)获取糖液锤度和糖膏液位的期望输出信号：