中國計量大學許啟躍獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中國計量大學申請的專利基于機理參數在線修正的反應量熱系統模型預測控溫方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN114690636B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-22發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210286901.6,技術領域涉及:G05B13/04;該發明授權基于機理參數在線修正的反應量熱系統模型預測控溫方法是由許啟躍;葉樹亮設計研發完成,并于2022-03-22向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于機理參數在線修正的反應量熱系統模型預測控溫方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于機理參數在線修正的反應量熱系統模型預測控溫方法。本發明基于傳熱分析建立反應量熱系統的等效機理參數模型,用于預測輸出計算。并利用反應量熱儀的通用參數標定流程同步更新模型參數初值,在模型預測控溫過程中結合實時參數關系對比等邏輯在線調整模型參數。本發明溫度控制的平穩性顯著提高,有效抑制超調,等溫控制收斂速度增加。在模型參數在線修正的作用下,對反應系統大范圍工況變化的適應性提高,降低了預測模型嚴重失配的影響,并可在實驗完成后給出機理參數的參考變化趨勢。結合反應量熱系統在線參數標定流程,無需復雜或耗時的系統參數辨識,可以自動更新初始模型參數。
本發明授權基于機理參數在線修正的反應量熱系統模型預測控溫方法在權利要求書中公布了:1.基于機理參數在線修正的反應量熱系統模型預測控溫方法,其特征在于: 1等效機理參數模型輸出 采用等效機理參數模型進行預測輸出,將反應量熱系統簡化為一階慣性系統,以油浴內部溫度To為輸入,樣品溫度Tr為輸出,假設等效傳熱因子UAe、等效熱慣量為CpMe和等效散熱系數為α,以Ts為采樣時間,未來第P步的離散化模型如下: 其中k表示當前采樣時刻,因子A和B是等效機理參數的函數: 2實際輸出延時預估校正和預測輸出偏差校正 考慮系統存在純滯后環節,延時時間為τ,對實際樣品溫度進行延時預估校正: Tr_pavk=Trk+Tr_mk+τTs-Tr_mk 計算延時預估校正后的樣品溫度與當前模型預測輸出值的偏差: ek=Tr_pavk-Tr_mk 3最優控制量計算 考慮未來第P步控制目標的最優化,當前時刻最優控制量為: 其中,Ttraj表示樣品溫度參考軌跡; 4模型參數初始化及在線修正 在每次實驗的化學反應發生前標定過程執行參數在線初始化得到α0、UAe_0和CpMe_0三個參數初始值,并在實驗過程的每一步等溫控制中執行模型機理參數UAe、CpMe、α及延時時間τ的在線修正; 為抑制模型失配影響,設計參數在線調整策略;每個采樣控制周期中,等效散熱系數α調整量為: dα=-k1r’Tr-Tr_m|Tr| 其中k1為比例系數,r’表示與控制過程階段有關的調整速度因子;參數UAe和CpMe的調整量為: 式中下標m表示參數關系估測值,下標s表示關系設置值;k2、k3為比例系數;延時時間τ的調整量為: dτ=k4sign[Tr_set-TiniTr_m-Tr_pav]...·|Tr_m-Tr_pavdtdTr| 式中k4為比例系數,sign為符號判斷函數,Tr_set為目標溫度,Tini為樣品初始溫度,Tr_pav為延時預估校正后的實際溫度,t表示時間。
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