非线性自适应温度控制的多产品

1、常州大学本科生毕业论文外文翻译第29页 共29页非线性自适应温度控制的多产品，半间歇聚合反应堆 摘要：本文认为半半间歇聚聚合反应应堆的温温度控制制必须考虑虑以下几几个问题题： （一一）在同同一反应应器中生产多多种产品品; （二二）在一一个批次次改变传传热，批批次的特特点; （三）由由于不断断变化的的非线性性反应率率单体浓浓度和扩扩散控制制终止反反应（凝凝胶作用用）随时时间变化化 ; （四）缺缺乏详细细反应堆堆动力学学模型。 Chyyllaa和Haaasee CChyllla ，RWW和出版版工业面面临的挑挑战问题题Haaase， DR （19993）半半间歇聚聚合反应应器的温温度控制制（更正正

2、更新） 。 CCompput 。CHHEM。 ENGG。 117 ， 2577-2664 ） ，是用用来作为为模拟的的基础上上评估这这些问题题。一个非线性性自适应应控制器器组成的的非线性性控制器器（基于于微分几几何的概概念）加加上一个个扩展卡卡尔曼滤滤波（使使用现成成资料和和知识）提提供在所所有上述述情况的的出色的的控制。尤尤其是上上线，估计表表现强劲劲的关键键是通过广广泛条件件的非线线性控制制器，与与前馈条条款奠定定控制器器可以执执行在设设定的条条件之一一，然而而，他们们需要重重新调整整条件和和产品的的变化。 关键词：非非线性控控制，自自适应控控制;状状态估计计;批式式反应器器;聚合合1.简

3、介半间歇聚合合的温度度控制反反应堆是是一项重重要而不不平凡的的问题。由于其半一批性质的行为，这个过程是非线性的展品随时间变化的。此外，更改结果从大的变化传热特性当然在聚合物溶液的粘度反应。从批一批因增加反应器壁结垢清理期间条件经常变化，由于在变化之间如外部温度环境条件和冷却水的温度（例如夏天到冬天条件）。最后，这是通常情况下，一个给定的批次反应堆将用来产生一个以上的聚合物等级或类型。面对这种变化的条件，传统的PID算法可能表现不佳，除非他们不断地重新调整。 此外还存在相当大的文学批量和半间歇聚合工艺控制。这些大致可列为修改的PID算法和Hamer（Juba于1986年，Davidson于198

4、7），模型预测控制器（Inglis等于1991），自适应线性算法。Tzouanas ;（Defaye等人于1993年Shah于1989年）和非线性控制器（Soroush和Kravaris于1992; COTT Macchietto于1989年）。在一般情况下，在面对更多的经典PID忽视雄辩的和复杂的解决方案。然而，在控制方面，改善往往是通过简单的重新调整的可能或修改PID算法。线性模型预测自适应控制器提供了许多优秀的控制反应堆，但不适合多批次或多种产品情况。在非线性微分方程领域，几何控制器适用于批处理过程（ Kozub MacGregor于1992年b ;Soroush和Kravaris于19

5、92年）的非线性反应堆和动力学模型知识通常假设。在本文中，我们解决了这一问题。在这些地方详细的反应堆的温度控制知识是不适用的。 这项工作的的基础和和仿真模模型，采采用的是是从工业业面临的的挑战问问题Chhyllla和HHaasse（119933年）出出版的方方法。关关键细节节总结如如下。2.Chyyllaa和Haaasee工业面面临的挑挑战问题题Chyllla和HHaasse（119933）模拟拟是基于于工业试试验厂半半批式反反应器。详详情过程程中参阅阅他们的的论文，唯唯一的主主要经营营条件，就是必须由处理控制器概述：半间歇操操作;在一个反反应器生生产的多多种产品品（两个个样本乳乳液产品品）;

6、改变传传热能力力（在批批处理，从从一批一一批，并并从夏季季到冬季季条件下下） ;随时时间变化化的，由由于非线线性反应应率改变变单体浓浓度和扩扩散控制制终止反反应（凝凝胶效应应） 。在五大系列列聚合物物产品批批次与批次之之间，产产品删除除，但反反应堆却却没有清清理。因因此，与与清洗后后的第一一批相比比，传热第第五批能能力的系系统要低低得多。经经过五年年批次，聚聚合物反反应堆墙墙壁上（阻阻碍传热热）被删删除。 在一批处理理过程中中，作为为一个反反应堆的的增加粘粘度内容容，传热系系数（ ）通通常减少少到其初初始值的的三分之之一。最初初的传热热系数（UU0 ）变变化之一一一批五五个一批批几乎减减半在单

7、单一产品品的生产产。凝胶胶效应原原因增加加了9倍倍左右的的反应率率。此外外，单体体饲料突突然启动动并在几几个点停停止，这取决于于所生产产的产品品。 读者对对模型方方程的更更多细节节于Chyyllaa和Haaasee（19993） 。能量量平衡在在这项工工作中模模拟略有有不同，出出版Chhyllla和HHaasse（见见附录AA） 。 为了生产所需的聚合物产品属性，非常严格的温度控制是必需的。控制器应保持反应堆温度在设定值的程度华氏。尽管如上所述的条件很广泛，控制器应该使用知识是现成的（有限的测量，简单的模型） 。目前，在试点的控制系统厂（公布的模型是基于）级联，如图。一，主控制器控制通过操纵的

8、给定的反应器的温度进外套的温度。一个从控制器调节阀岗位入口外套的温度保持在由主控制器设定值计算。 PID算法目前正在实施两个循环。 结果发现，循环可以充分使用PI算法控制。因此，这项工作是为了找到一个更好的控制器主关注循环。仿真结果表明，作为主PID控制器不能维持室内的温度所需的限制，并使设定值超过5华氏度。这是与工业反应器观测相一致（ Chylla和Haase，1993年）。 图1.Chyyllaa -HHaasse反应应堆的示示意图3.纸张概概述文件的其余余部分安安排如下下：首先先，为Chyyllaa-Haaase反反应堆准准备非线线性自适适应（ NLAA ）控控制器。该该算法由由一个非非

9、线性微微分几何何控制器器与扩展展卡尔曼曼滤波（EEKF ）提供供的估计计随时间间变化的的参数。非线性自适应算法是对产品介绍，第一批清洗后的条件。 其二，NLA控制器相比，一个PID控制器和前馈补偿的PID。与前馈补偿和的PID非线性自适应控制器是最有前途的解决方案。可以看出，在“理想的条件下”，两个PID控制提供良好的前馈补偿了NLA控制。当扩展到多批次和多产品，非线性自适应算法显然优于与前馈补偿的PID 。该文件的最最后一节节为总结的的结果。4.非线性性控制基于微分几几何的非非线性控控制器控控制理论论经常用用于自由由基聚合合反应器器（ KKozuub和MMacGGreggor于于19992年

10、bb ; Sorroussh和KKravvariis于19992年） 。然而而，在许许多成功功的应用程程序相比比，在使用用的过程程中运用用了非常常复杂的的模型。在在这项工工作中，几几何非线线性控制制器在一般能能量平衡衡的基础础上衍生生了semmibaatchh反应堆堆。参数数如没有有详细的的模型传传热或粘粘度都被被假定为为可用。 有许多等价价的方法法派生非非线性控控制算法法。在这这项工作作中，非非线性控控制器是是来自一一个错误误轨迹的的基础（McaAuley等人于1990年麦考利和MacGregor于1993年）。基本需要的能量平衡方程推导出控制器 其中FL是是一个集集总参数数的效果果反应速速

11、率（即即凝胶的的粘度效效应）和和指前因因子。后后来被称称为自动动加速因因子。请请注意，在这里详细的动力学知识不可用，这样的总体结构将适用于大多数间歇聚合反应堆。从（1） （2）能源平衡左右出现反应堆及其内容，在一般状态空间的符号如下： 其中y是控控制变量量（温度度）和向向量x TT TM TT 主控制器的的操纵变变量（UU）是入口口温度设设定值（ TJ . P ） 。为了了推导出出非线性性控制器器，它假假定从动动态非常常快。因因此，实实际进假假定等于于温度（ TJ ，（22） ）设设定值。这这种假设设显著简简化控制制器和介介绍一些些进程/型号不不匹配。然然而，错错配引入入的假设设不显著著影响的

12、的表现非非线性控控制器（克克拉克 - 普普林格尔尔，19995年年） 。检查过程方方程，可可以看出出，过程程有两个个相对顺顺序（相相对顺序序输入次次数（ TJ ， P ）必必须集成成到更多多相对的的讨论影影响输出出（7） ; 为为了见KKravvariis和坎坎特（119900） 。适当当的误差差方程（即即所需的的闭环行行为）一一个相对对顺序两两个过程程 其中ee = （Y ， PP - Y） =（TT P - TT ）。积分项允许许注册成成立不可可或缺的的行动来来消除偏偏移从模模型产生生与过程程中的不不匹配。参参数d ，DDE和DD3控制制器的调调整常数数，由选选定的用用户可以以指定所所需的

13、闭闭环行为为。对于于ChyyllaaHaaase系系统， DJ和和DE选选择633 ， D3 = 00 ，这这些值预预测过阻阻尼闭环环行为与与建立时时间100分钟左左右。价价值OFFD 33是通过过试验和和错误调调整（44）和差差异，以以弥补实实际闭环环厂行为为。值DD3 = 0.4提供供良好的的性能。 对于两个或或两个以以上的，系系统的相相对顺序序衍生工工具的符符号显著著简化控控制器的的推导。鉴鉴于一个个向量函函数f（xx ）和和一个标标量函数数H（XX） ，李李导的HH （XX）修复复方向） （3）项所所述的相相对顺序序两个系系统可以以重新使使用李群群衍生工工具在以以下形式式表示： （6）

14、代入入误差方方程（44） （77） ，假假设恒定定的设定定和重新新安排，给给人 （8）为操操纵非线线性控制制器的变变量表达达式。在在模型（88）是完完美的，（44） ，该该工厂将将表现为为指定的的表达式式里衍生工工具时，需需要在本本系统（ （6）（ 7） ）控制制器（ （8） ）见附附录B。 要落实控制制器， （8）在在每个评评估时刻刻。要做做到这一一点，工工艺参数数值的模型方方程（11）和（22）要求求。对于于许多人人来说是是常量参参数，如如单体的的比热，很很好的估估计可能能是手册册或植物物专有信信息。然然而，不不同的是是如传热热系数或或参数自自动加速速因子等等小信息息。一种种选择是是使用在

15、在不断的的平均值值控制器器模型。图图2显示示的表现现一个产产品之一一，其中中之一的的非线性性控制器器仿真时时的平均均值的传传热率（ UA）和和自动加加速因子子（ / 3）被被使用。一一价值8875 BTUU / （ F H ）用用于UAA （真真正的价价值从114000 5000 BBTU / （ FF H ）在批批次范围围）和！ 32200分分 - / 3 （ truue参数数提高到到297700分分 - 从33000分- I ） 。所所有其他他参数（11 ）（22）假定定为完全全已知和和国家案案例图。 2。显显示为非非线性控控制器绘绘制虚线线实线和和一个PPID控控制器以以供参考考。设定定

16、值（ 1800 F）的的产品之之一，良良好的控控制的限限制（ + F），也也方便显示示，设定定值将不不会被绘绘制在未未来图表表。如图2，无无论是控控制和操操纵的行行为变量量，最初电抗抗器被控控在环境境与水和和预聚物物温度990FF（请注注意，只只有堆温温图的上上半部分分显示）。“内内容被加加热到设设定值的的程度内内（设定定值1880FF）的产产品之一一。在1179 F时时，单体体进料开开始。单单体是美美联储为为预先设设定的在在产品之之一（770分钟钟）的时时间长度度恒进给给速度。 70分分钟后的的饲料停停止在批批处理模模式下运运行的反反应堆是是一个额额外的660分钟钟。两个个产品的的配方是是相

17、似的的，不同同的饲料料率和饲饲料倍。执执行间隔隔主控回回路（算算法）是是15秒秒; 从从循环执执行每00.6秒秒一次。正如图2可可以看出出，非线线性控制制器是不不完美的的。事实实上， PIDD优于非非线性控控制器。显显然，即即使是纳纳入在非非线性控控制器的的积分也也不一定定与过程程/型号号相匹配。这这突出表表明，上上线的参参数估计计是非线线性控制制器顺利利实施的的关键。在在接下来来的部分分，一个个扩展卡卡尔曼滤滤波器是是用来提提供几个个时间估估计的不同参数数。 反应温温度 时间（分分钟） 时时间（分分钟） 图22.与非线性性控制使使用UAA和B（实线线）的平平均值相相比，PP1D的的控制（虚虚

18、线） 5.扩展卡卡尔曼滤滤波从上一节的的结果表表明，时时变参数数的信息息需要执执行的非非线性控控制器。在在本节中中，扩展展卡尔曼曼滤波提提供所需需的估计计。这种种特殊的的方法状状态和参参数估计计已成功功地应用用于聚合合反应堆堆（Gaagnoon和MaccGreegorr于19991年，麦麦考利和和MaccGreegorr于19991年; Koozubb和MaacGrregoor于19992 ; Kiim等人人于19992年。DDimiitraatoss等 于19889）。卡卡尔曼的的标准理理论过滤滤可以发发现在这这些出版版物中并并不会在在这里重重复。 在在非线性性控制方方程包含含几个参参数可能

19、能不知道道的。然然而，卡卡尔曼滤滤波器的的自由是是有限度度的，而不不是所有有都可以更更新未知知数。出出于这个个原因，只只有是随随时间变变化的参参数，其其值无法法通过其其他途径径获得被被认为是是由EKKE更新新ChyyllaaHaaase反反应堆，给给出确定定性的状状态模型型微分方方程（11）（22） （ TTTjoojT ） 。这这也是实实测变量量。未知知的随时时间变化化的参数数作为增增强国家家必须估估计是热热传热系系数（UU）自动动加速因因子（ FL ）和单单体的痣痣（N ） 。由由于佛罗罗里达州州和痣单单体只出出现在所所有的过过程作为为一个产产品方程程，FLL和纳米米的价值值是无法法估计的

20、的分开。然然而，产产品的估估计，鱼鱼翅，是是从温度度测量。最最终，只只有有价值的的bnmm，才是必需需的非线线性控制制器。为了适用于于EKFF这些参参数，必必须承担担他们的的时间模模型结构构整个批批次的持持续时间间变化。一一随机游游走模型型通常假假定的行行为未知知参数，如如果一个个人有没没有更好好的先验验知识。参参数产品品的预期期的行为为finnm是复复杂的，从从随机游游走（实实线，图图3）。假设设在EKKF的一一个随机机步行结结构导致致贫困的的估计，尤尤其是当当单体进进料开始始（虚线线，图33标记“非非结构化化EKFF的）。在在图3，假假定（现现在）衡衡量的传传热系数数是可用用FL和和纳米所

21、所需的估估计。应应该指出出非结构构化EKKF的使使用非常常大的价价值方差差元素与与finnm相关关的国家家协方差差矩阵RR。这意意味着，EEKF的的依赖几几乎完全全是在温温度测量量而忽略略在这个个过程中中的任何何信息模模型。 图3.估计计未知参参数长期期N米 在这种种情况下下，更应应该了解解的是一一般行为为的各个个参数。为为了提高高估计oof/33nm ，并利利用现有有的过程程模型（11）（22） ，提供供信息有有关的各各个组成成部分（ / 3和纳米）可注册成立。一个痣的结构模型单体可以合并使用摩尔平衡 许多不同型型号的自自动加速速因子可可能提出出的。从从聚合物物过程中中的经验验，它是是众所周

22、周知，凝凝胶效应应的增加加是由于于聚合物物粒子的的粘度。通通常情况况下，粘粘度成倍倍增加和和指数模模型可能能假设： 其中“ mmasssfedd ”是是单体美美联储累累积质量量更新参参数s 是作作为一个个随机游游走。因因此， / 3取取代（110）在在所有的的过程方方程，小小号是是仿照作作为一个个随机游游走（ K = K - J + WWK ） 。在实施扩展展卡尔曼曼滤波下下面的方方式。在在执行步步骤K +1 ，痣平平衡， （9），集集成的过过程方程程（1 ）（22） ，从从上一步步“K ”当前前步骤“ K + ” 。这给给出了一一个反应应堆模型型的预测测和温度度： XD = TTTJ NM

23、+ 。由于于它是作作为一个个随机建建模步行行，随机机状态的的预测值值（ XX = 0 当温度测量量变得可可用，扩扩展卡尔尔曼滤波波更新模模型预测测的温度度状态，随机状态s 作为 其中x *= T TTJ适合合和卡尔尔曼增益益，KK是是基于关关于预测测的作业业点的线线性X *（ TK + DDTK ） 。它它没有更更新没有有观察到到的独立立的未来来EKEE XDD（执行行tkllt ） （111）是由由更新TT和TJJ ，和和预测值值的纳米米值。当当然，人人们所期期望的模模型预测测单体的的摩尔开开始出现现分歧，给给出的开开环摩尔尔平衡的的状态。然然而，在在EKFF调整模模型 （ ，因此此/ 33

24、 ） ，并提提供一个个优秀的的prooducct/33n估计计。虚线线图3显显示了这这种“结结构性的的估计oof/33n米EEKF的的“一个个产品之之一，首首批模拟拟。现在在重要的的瞬态iin/33n米的的初始部部分是为为蓝本。已知图3传传热系数数（U）是是假设，但但是它也也必须估估计。由由于增加加粘度反反应器的的内容，它它是已知知的传热热系数会会脱落指指数（上上图图。44 ，实实线） 。因此此，如果果有一项项指标粘粘度，如如搅拌功功率（WW） ，然然后一个个模型的的形式可可以推测测的传热热系数作作为 由于没有在在电力搅搅拌器表表达ChhylllaHaaasee系统， （144）修改改，实际际

25、粘度是是用来表表示搅拌拌器功率率： （15）包包含两个个未知参参数， 。一个个指出，在在可表达达为结束重新整理和代入入式（115 ）的的结果在在 （17）介介绍了如如何在传传热系数数在单体体进料期期间的变变化。为为了实现现初值和和终值的的U （UU0 ，UUR ）和和最后粘粘度/搅搅拌器功功率（）是必必需的。对对于聚合合物产品品，所有有批次应应该有大大致相同同的最终终粘度，因因此，基基于对过过去的平平均值可可用于批批次。 Chyyllaa-Haaase系系统，最最终传热热系数仅仅略有不不同从一一批批为为给定的的的产品品。因此此，乌尔尔平均值值就足够够了。这这类型的的信息可可从能源源在几个个批次

26、最最终实施施的平衡衡之间获得得。获得最初的的传热系系数值是是比较困困难的。与与U的最最终值， U0显显着不同同的批次次。对于于每个批批次，UU0使用用上线的的能源，可可估计平平衡在采采暖期，然然后再开开始单体体进料： 实现了上线线的能量量平衡（118 ）表表明，当当操纵变变量时，U00的优良良估计是是可能的的， TT）的 ，PP ，是其其最大值值。在这这段时间间里，堆堆温在一一个几乎乎恒定的的速度范围围内增加加，并准准确dTTldtt估计是是可能的的。操纵纵后可变变关闭上上限，堆堆温少可可预见的的行为，并并估计传传热系数数恶化。因因此，最最后UOO的估计计，TJJ . 是在其其约束时时用来在在

27、（177） 。如如果没有有过程的的变化，预预计，能能源（ 8 ）平平衡，最最终可能能被替换换每批在在初始热热转移值值清洗顺顺序。返回的传热热系数模模型（ （177） ） ，只有有tk44仍然不不明。模模拟（不不所示）表表明，一一个恒定定值， B充分分车型传传热的轨轨迹系数数为所有有批次的的产品之之一。因因此，没没有必要要更新4行。当当然，如如果不知知道，人人们可以以将其与扩扩展卡尔尔曼过滤滤器继续续作为一一个随机机模型 4步行行和更新新上线。最最终4行估估计可删删除并替替换为适适当的估估计值。（17）随随时间变变化的传传热系数数，与从从热能量量平衡的的初始值值U0（ （188） ） ，用于于控

28、制和和状态估估计。表表1根据据要求供供应估计计算法总总结了用用户的参参数值。相相同的参参数为产产品两个个要求，但但是，它它们将有有不同的的价值观观。我正正在使用用的值在在此提出出模拟出出版，。灵灵敏度研研究（克克拉克 - 普普林格尔尔于19995年）表表明，性性能非线线性自适适应算法法是在这这些估算算参数合合理的不不确定性性。结合合上述方方程，图4显显示了估估计长期期/ / NMM和传热系系数为一一个产品品之一，一一批一个个仿真。有有些对温温度的测测量噪声声（O = 0.04 FF）， （注意意，噪音音O = 00.5 FF测试）。正正如图44所示，结合扩展卡尔曼滤波和离线参数化是成功估算未知

29、的工艺参数。类似的性能在五个条件下观察。 传热系数 时间（分钟钟） 时间（分钟钟）图4.未知知参数的的估计表摘要所需需产品一一的参数数值， 6.非线性性自适应应控制估计算法的的目标是是提供所所需的参参数估计计的非线线性控制制器。最最终确定定，估计计性能所所产生的的温度控控制。参参数估计计产品/ 3纳纳米和传传热系数数，U是是提供估估计算法法而单体体是被使使用。初初步能源源在加热热过程中中为实施的的平衡（118）提提供了一一个最初初的热传传递系数数，估计EEKE衍衍生物的的热传递递模型（66）（ 7 ）和和控制器器方程（88），这这种非线线性温度度控制器器是在附附录B图图5显示示了一个个产品，批

30、批次的温温度控制制一个仿仿真。无无论是控控制和操操纵变量量显示。同同样噪音已已经被添添加到温温度测量量（CRR = 0.004 F ）。非非线性自自适应控控制器可可以轻松松地保持持温度在在控制的的范围内内。在目前为止止的所有有案件中中，有一一些固有有的过程程/模式式不匹配配。之间间有小错错误估计计和真实实的参数数和结构构U和/ /真真实与假假定模型型是不同同的。也也存在结结构不匹匹配的冷冷却系统统。非线线性自适适应控制制范围其其他的相相当大的的未建模模影响也也调查由由克拉克克 - 普林格格尔（119955），说明这这里讨论论情况。通通常，参参数是假假设的一一个常量量，然而而，其真真正的价价值是

31、在舱口口中的变化化。为了了说明这这一点，单单体的比比热（CCP ），在在真正的的过程中中被改变变时变参参数与初初始值的的0.44，在反反应过程程中提高高到最终终值2。在在模型非非线性控控制器和和卡尔曼曼滤波器器，保留留了0.4的恒恒定值。如图6，非线性性能根据这种不匹配的自适应控制器。 product/3n米估计所示温度图。尽管CPMM显著和未未知的变变化，非非线性控控制器还还提供了了良好的的温度规规管。其其控制器器特性是一一种直接接扩展卡卡尔曼滤滤波的结结果。正正如图66所示，估估计价值值of/3n M（虚虚线）慢慢慢背离离参数的的真值（实实线）。为为了所推推出的模模型误差差补偿增增加CPP

32、M值，因因此必须须提供更大大的冷却却， EEKF的的跌幅估估计反应应速率的的长期/纳米。任任何进程程/型号号不匹配配这可以以解释为为在释放放的热量量变化分分为广泛泛的一类类，将处处理的错错误在这这种方式式EKFF的。因因此，扩扩展卡尔尔曼过滤滤器是在在提供一一个灵活活的特性性功能与非线性性控制器器。7.算法的的比较在本节中，三三个不同同的控制制算法比比较：一一个PIID ，前前馈补偿偿的PIID ，非非线性自自适应控控制器。这这些控制制器选择择部分来来说明整整合效果果知识的的过程控制制算法。特特别是多多大的过过程信息息的问题题需要控控制好回回答。一一个简短短的PIID与前前馈的PPID会会在本

33、文文章介绍绍。 PIDD算法被被认为是是“调整整” 。其其初步调调整确定定可接受受的整定定规则，SSmitth和CCorrripiio ，在反应堆堆的第一一顺序的的基础上上，近似似获得多多批次的的试验和和错误。PPID是是速度形形成与实实施下列列调整参参数： K = 5; TT = 77分钟; TDD = 0.33分钟。除除了调整整， PPID控控制器使使用没有有过程的的信息。下图的温度调节可以看出此控制器。 图2温度PPID控控制超过过限额控控制两倍倍。因此此，引入入前馈补补偿，以以弥补释释放的热热量。使使用简单单的上线线，估计计释放（QQR）的的热量能能量平衡衡（Juuba和和Hammer

34、于于19886 ; COOTT Maccchiiettto于19889年） ： 从温度为ddTIddt值计计算数据据采用向向后差分分数值分分化方程程。传热热的行值值系数，UU也是必必需的（假假定其他他参数（119） ） 。一一个简单单的二多多项式模模型可确确定从反反应堆和和温度时时间从前前面的批批次数据据。以下下多项式式MIAAL获得得的产品品之一： （20）代代表一个个产品的的平均轨轨迹和五五个一批批的周期内内所有批批次。 （ 221 ）（222）总总结前馈馈算法产产品之一一：两个前馈传传递函数数的微调调，通过过试验和和错误。前前馈信号号是结合合前面讨讨论的反反馈PIID控制制器（ （233

35、） ） 。 ffeeddforrwarrdlffeeddbacck算法法有更多多的进程程信息纳纳入其结结构比非非线性自自适应控控制器的的PIDD ，但但小于（尤尤其是传传热系数数）。PPID和和前馈补补偿的PPID相相比，非非线性自自适应控控制器在在接下来来的章节节介绍。 反反应温度度 入口口外套温温度设定定值 图5.非线线性自适适应控制制器的性性能8.理想的的条件下下的性能能图7显示了了三个控控制器的的性能一一个产品品之一，首首批模拟拟。噪声声添加到到温度测测量。而而良好优优化PIID是显显示为破破折号 - 点点线，带带前馈的的PIDD补偿图图点，非非线性自自适应控控制器是是为实线线所示。1

36、华氏度度限制也也有绘制。 PIID控制制，前馈馈补偿和和非线性性自适应应控制器器保持反反应堆温温度所需需的边界界内。显显然，信信息关于于释放的的热量有有助于PPID控控制前馈馈最大限限度地减减少初始始温度过过冲。然然而，温温度慢慢慢偏离设设定值附附近的期期值。 PIDD的展品品约800分钟的的相同的的行为。这这种缓慢慢的向上上漂移温温度由于于这一事事实，传传热系数数下降，大大大晚于于反应，固固定增益益PIDD控制器器变得非非常呆滞滞。非线线性自适适应控制制器展出出这样一一个控制制问题EEKF提提供U的的最新估估计从图7，非非线性自自适应和和PIDD前馈行行动提供供良好的的控制，定定义Chhyl

37、lla和HHaasse（119933）。非非线性自自适应算算法保持持最接近近的温度度设定值值（ 1180 FF）的整整体。 反应温温度 图6.非线线性自适适应控制制中存在在未建模模效果非线性自适适应温度度控制 图7.比较较控制器器：产品品一，首首批 9.广泛的的防污在本节中，呈现了控制器的鲁棒性的污染。每个算法应用于每个产品之一，一批五模拟。调音从上一节（批号一）使用。从图中显示示的结果果8，在在控制PPID算算法中显示严严重退化化，都允许许反应器器温度设设定值过过冲几乎乎5 E的的非线性性自适应应控制器器是非常常强大的的从批次次不同批批次，并并说明仿仿真变化化不大。 当然，非线线性自适适应鲁

38、棒棒性控制制器是一一个行参参数的直直接结果果估计。回回想一下下，这个个算法有有一个初初步的上上线能量量平衡，以以提供一一个估计计最初的的传热系系数（UU0 ）在在升温。因因此，它它知道如如何传热热变化从从批次。为为了提高高性能PPID类类控制器器，不同同的调整整，将有有用于每每个批次次。对于一个多多批次的的过程中中，为每每个新形形势寻找找新的调调整参数数很费时时。在这这种情况况下，非非线性自自适应控控制器将将非常有有吸引力力。其结结构变化化用的工工艺参数数，如值值传热系系数，以以提供相相同的闭闭环响应应（所需需的错误误轨迹）工工厂模式式的转变变。在本本节中，工工厂模型型作为结结垢造成成不同程程

39、度的改改变。 反应应温度 图8.比较较控制器器：产品品之一，第第五批10.多种种产品第二个产品品首要关关注的是是增加所所需的信信息。在在本节解解决了两个问问题：调整整;过过程的参参数。对于PIDD类控制制器（ PIDD和PIID控制制前馈补补偿） ，就是是重新调调整以至至于呈现现最大的的多个产产品系统统的障碍碍。对于于每个新新产品，新新的调整整需要良好好的性能能。良好好优化的的控制器器是无数数时间的的结果耗耗时的试试验和错错误批次次。对于于Chyyllaa-Haaasee需要为为每个反反应堆，独独立PIID调节节因素每每个产品品的批次次，两个个产品共共10套套调整规规则。对对于前馈馈发布和和热

40、量的的算法，传传输功能能饲料站站必须为为每个产产品进行行微调。 上线QR能量平衡能以产品的相同形式实施。非线性自适应控制器的优势因为其机理模型的PID控制器为基础的方法。所需的闭环轨迹可以指定产品（如有必要，每个的ChyllaHaase反应堆产品之一， D ， D2和D3的值也给两个产品控制好）。控制器针对不同结构的变化自动在线测量和工艺参数的值。 第二点是利益工艺参数。对于三个控制器，表2总结了其过程中每个算法所需的参数。唯一的参数是不容易测量或很难找到列出比热值，如水和饲料温度的假定。每个工艺参数的值需要为每个聚合物产品。由于U ， FL和和纳米更更新上线线，这些些参数如如何预期期需要改改变方法法。显然然，非线线性控制制器需要要更多的的知识过过程和更更加努力落落实建模模。一般般最初建建模的性性质是完完整的。图9显示了了两个产产品的模模拟，首首先：只有非非线性自自适应控控制器能能够维持持界内的的温度并并控制好好产品;其次，传热能力系统脱落时，更新迅速产品两个，因此， PID类控制器有温度调节的显著问题饲料期结束（约7