[发明专利]一种微纳米材料制备过程的鲁棒模型预测控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种微纳米材料制备过程的鲁棒模型预测控制方法及系统，方法包括：建立纳米材料生产预测控制模型；根据纳米材料生产预测控制模型对微纳米材料制备过程进行预测控制。本发明通过建立纳米材料生产预测控制模型，将鲁棒模型预测控制应用于纳米材料制备过程的温度和浓度控制，相关理论成果应用于纳米材料制备过程系统中，能大大地提高纳米材料制备的智能化程度，对实现低碳经济战略，促进陶瓷清洁生产和产业升级具有重要意义。本发明可广泛应用于纳米制备领域中。

技术领域

本发明涉及控制技术领域，尤其涉及一种微纳米材料制备过程的鲁棒模型预测控制方法及系统。

背景技术

我国是陶瓷生产大国，陶瓷产量已经连续多年列世界第一。在中国乃至全世界建筑陶瓷产业的版图里，广东建陶产业无疑拥有举足轻重的地位：广东省建筑陶瓷产量约占全世界的30％、全国的60％，出口量占全国的70％；一大批在国内外都极具影响力的建陶企业聚集在此。广东陶瓷企业在产品质量、技术开发等方面一直走在国内同行前列，引领着中国建陶行业阔步前进。另一方面，建陶产业不仅促进了广东经济的发展，并且还带动了陶瓷原料制造业、装备制造业、色釉料业、辅助材料业等相关产业的发展，成效显著。

虽然陶瓷喷墨打印技术极大提升了仿古砖，全抛釉，微晶石等瓷砖产品的装饰效果；渗花墨水以有机金属盐作为发色体，但是这些金属盐易与抛光砖釉料中的相关组分发生反应，难以稳定发色，是渗花墨水应用进程中的技术难点。因此需要设计一种材料能够对有机金属盐进行包裹，从而保证金属盐不会与其它物质发生反应，实现墨水的稳定发色。纳米材料制备过程的自动化控制水平还比较低，导致生产效率低、产品质量难以管控。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于一种微纳米材料制备过程的鲁棒模型预测控制方法及系统。

本发明所采取的技术方案是：

一种微纳米材料制备过程的鲁棒模型预测控制方法，包括以下步骤：

建立纳米材料生产预测控制模型；

根据纳米材料生产预测控制模型对微纳米材料制备过程进行预测控制。

作为所述的一种微纳米材料制备过程的鲁棒模型预测控制方法的进一步改进，还包括以下步骤：

对纳米材料生产预测控制模型中的性能指标进行在线滚动优化，获得最优化的控制输入值。

作为所述的一种微纳米材料制备过程的鲁棒模型预测控制方法的进一步改进，还包括以下步骤：

通过纳米材料生产预测控制模型预测未来的输出时，若预测值与实际测量值之间存在实际输出误差，则将实际输出误差传输至纳米材料生产预测控制模型的输入端进行反馈校正。

作为所述的一种微纳米材料制备过程的鲁棒模型预测控制方法的进一步改进，所述的建立纳米材料生产预测控制模型，这一步骤具体包括：

分别对纳米材料生产过程中的第一反应釜、第二反应釜和快速分离器进行建模，得到第一反应釜模型、第二反应釜模型和第三容器模型；

根据第一反应釜模型、第二反应釜模型和第三容器模型，建立得到纳米材料制备过程的状态空间模型；

通过状态空间模型，确定纳米材料生产过程中的不确定系统；

根据状态空间模型和不确定系统，建立得到纳米材料生产预测控制模型。

作为所述的一种微纳米材料制备过程的鲁棒模型预测控制方法的进一步改进，所述第一反应釜模型为：