[发明专利]一种连续搅拌釜式反应器系统的广义预测控制算法

权利要求书

1.一种连续搅拌釜式反应器系统的广义预测控制算法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1.构建连续搅拌釜式反应器系统所对应的非线性模型结构，并将非线性模型结构转换为的U模型表达式，获得连续搅拌釜式反应器系统所对应的U模型表达式，然后进入步骤2；

步骤2.根据连续搅拌釜式反应器系统反馈的调节因子，构建符合预设要求的连续搅拌釜式反应器系统输出变化轨迹；然后进入步骤3；

步骤3.根据连续搅拌釜式反应器系统中广义预测控制器的中间参数，结合丢番图方程，针对连续搅拌釜式反应器系统所对应的U模型表达式，获得连续搅拌釜式反应器系统所对应基于U模型的输出预测模型，然后进入步骤4；

步骤4.求解获得丢番图方程的初始解和递推公式，然后进入步骤5；

步骤5.根据连续搅拌釜式反应器系统中广义预测控制器的中间参数，结合丢番图方程的初始解和递推公式，针对连续搅拌釜式反应器系统所对应基于U模型的输出预测模型进行求解，获得多步预测输出值，然后进入步骤6；

步骤6.根据连续搅拌釜式反应器系统所对应基于U模型的输出预测模型，以及多步预测输出值，结合所构建符合预设要求的连续搅拌釜式反应器系统输出变化轨迹，获得广义预测控制器的最优控制律，然后根据广义预测控制器最优控制律，获得连续搅拌釜式反应器系统的伪输入量，并进入步骤7；

步骤7.采用弦截法，针对连续搅拌釜式反应器系统的伪输入量进行求解，获得连续搅拌釜式反应器系统的实际输入量。

2.根据权利要求1所述一种连续搅拌釜式反应器系统的广义预测控制算法，其特征在于：所述步骤1中，采用泰勒三阶展开方法以及代数转换，针对连续搅拌釜式反应器系统所对应的非线性模型结构进行转换，获得连续搅拌釜式反应器系统所对应的U模型表达式。

3.根据权利要求2所述一种连续搅拌釜式反应器系统的广义预测控制算法，其特征在于：所述步骤2，根据连续搅拌釜式反应器系统反馈的调节因子，构建符合预设要求的连续搅拌釜式反应器系统输出变化轨迹如下所示：

y_r(k+j)＝β_r^jy_r(k)+(1-β_r^j)ω(k)

其中，y_r(k+j)表示(k+j)时刻连续搅拌釜式反应器系统输出反应物的期望浓度，j∈{1、…、P}，P是最大预测步数，Y_r(k+1)＝[y_r(k+1),y_r(k+2),…,y_r(k+P)]是(k+1)时刻连续搅拌釜式反应器系统输出反应物浓度的期望矩阵，ω(k)为k时刻连续搅拌釜式反应器系统反应物浓度的设定值，β＝[β_r,β_r²,…,β_r^P],G_r＝[1-β_r,1-β_r²,…,1-β_r^P],β_r为调节因子，一般取[0,1)。