[发明专利]一种基于多胞空间滤波的工业过程时变参数估计方法

摘要

本发明涉及一种基于多胞空间滤波的工业过程时变参数估计方法，包括获取连续搅拌釜式反应器(CSTR)时变参数模型结构，通过线性规划求得最优扩展系数，利用扩展系数扩展时变参数可行域正多胞体大小，使得多胞空间中正多胞体在扩展之后包含变化后的参数值。在求得最优扩展系数之后，利用扩展系数动态更新时变参数约束条件，并通过求解有限个数线性规划条件得到时变参数上下界，并通过上下界得到包含时变参数的参数可行域。解决了利用现有方法对系统参数估计时精度不高、实时性差的问题，达到了降低计算量，提高参数估计的精度的准确性的效果。

主权项

1.一种基于多胞空间滤波的工业过程时变参数估计方法，其特征在于：所述方法包括：/n步骤一：获取连续搅拌釜式反应器的连续时间非线性动态模型，所述非线性动态模型如下：/n /n /n其中，C_A表示输出化合物浓度，T(t)表示反应器温度，q(t)表示进料流量，q_c(t)为冷却水流量，C_A0表示进料浓度，T₀表示进料温度，C_p、C_pc表示质量定压热容，ρ_c、ρ表示液体密度，ΔH表示反应热，E/R表示反应激活能，k₀表示反应速率常数，hA表示热交换系数，V表示反应器容积，表示冷却水温度；/n根据随机的输入数据序列得到随机的输入数据序列，选择输入数据为进料流量u，输出数据为反应物浓度y，选择冷却水流量为调度变量h_k，调度变量h_k随时间变化而变化；/n根据输入数据序列和输出数据序列构造所述连续搅拌釜式反应器的信息向量，采用零阶保持器z变换方法，得到连续搅拌釜式反应器估计的一个时变参数模型：/n(1+a₁(h_k)z^-1+a₂(h_k)z^-2)y_k＝(b₁(h_k)z^-1+b₂(h_k)z^-2)u_k+e_k，/n标准化为：/n /n其中，h_k为调度变量，a₁(h_k)、a₂(h_k)、b₁(h_k)、b₂(h_k)均是h_k的多项式，a₁(h_k)、a₂(h_k)为输出变量多项式,b₁(h_k)、b₂(h_k)输入变量多项式,z是拉普拉斯变换系数，e_k表示未知但有界的噪声序列，e_k∈[-σ σ]，-σ为已知的噪声下界，σ为已知的噪声上界；/n步骤二：在预定时间范围内，利用所述时变参数模型，在实际运行情况下得到输入数据和输出数据，输入数据u是反应器的进料流量，输出数据y是反应器输出反应物浓度；/n步骤三：每一时刻，通过输入数据和输出数据，构造扩展系数方程，求解扩展系数最优解，选择预定时间范围内，扩展系数最大值作为最终扩展系数；/n步骤四：通过扩展系数构造时变参数约束条件；/n步骤五：求解时变参数满足约束条件下的最大最小值，作为时变参数的最大最小值。/n步骤六：根据每个参数的最大最小值，得到每个参数的中心估计值。/n