基于扰动观测器设计的化工聚合过程抗干扰分布控制的开题报告.docx

基于扰动观测器设计的化工聚合过程抗干扰分布控制的开题报告
一、研究背景
化工聚合过程是一种基于高分子化学原理制造高分子材料的过程。聚合过程中包括一系列的化学反应和物质转化，因此工业生产中通常需要进行控制。化工聚合过程控制的关键是抗干扰分布控制，使得产品质量更加稳定和可靠。然而，化工聚合过程中存在多种干扰源，如环境干扰、设备干扰和结构干扰等，这些干扰会导致产品质量的波动，严重时还会造成工厂停产。
在化工聚合过程中，扰动观测器是一种常用的控制方法。通过对系统输出进行实时测量和分析，扰动观测器可以实现对系统内部扰动的准确辨识，进而对其进行补偿控制。然而，在现实生产环境中，干扰影响的具体类型和大小通常难以精确预知，因此需要开发一种抗干扰的分布控制策略来应对这种情况。
二、研究目的
本文旨在设计一种基于扰动观测器的化工聚合过程抗干扰分布控制方法。该方法需要满足以下四个方面的要求：
1.能够准确辨识、检测化工聚合过程中的干扰源；
2.能够对干扰进行实时性、准确性地测量和分析；
3.能够利用扰动观测器对扰动进行辨识和分析，并校正扰动对化工聚合过程的影响；
4.能够实现基于扰动观测器技术的抗干扰分布控制，并保证化工聚合过程的质量和效率。
三、研究内容
本文主要研究内容如下：
1.建立化工聚合过程的动态模型，包括化学反应动力学模型、传热传质模型等；
2.分析化工聚合过程中的干扰源并建立干扰模型；
3.设计基于扰动观测器的抗干扰控制器，包括扰动辨识算法、控制策略等；
4.构建化工聚合过程控制实验平台，并进行实验验证；
5.分析实验结果，验证方法的可行性和优越性，并提出可行的控制建议。
四、研究意义
本研究具有积极的现实意义和应用前景：
1.提高化工聚合过程的品质和生产效率，减少了质量波动和废品率；
2.积累了化工生产过程中的干扰源信息，在控制系统设计和优化方面具有参考意义；
3.扩展了基于扰动观测器的控制方法应用领域，为其他生产领域的扰动控制提供参考；
4.在实现化工聚合过程智能化和自动化中具有重要的启示性作用。
五、研究方法
本文主要采用以下方法：
1.建立化工聚合过程的动态模型：对化工聚合过程的动力学、传热传质机制进行分析建模；
2.收集和实时监测生产过程中的干扰数据，建立干扰数据集；
3.基于干扰数据集设计并优化扰动观测器算法，包括扰动辨识和扰动校正算法；
4.将设计的控制方法应用于化工聚合过程的控制实验平台，考察算法的可行性和效果；
5.分析实验结果，总结得出结论和建议。
六、论文结构
本文结构如下：
第一章：研究背景和目的；
第二章：化工聚合过程控制与干扰分析，介绍化工聚合过程的控制原理和现状、干扰分析原理和方法；
第三章：扰动观测器的原理和设计，介绍扰动观测器的原理和设计方法；
第四章：基于扰动观测器的化工聚合过程干扰分布控制方法，建立化工聚合过程干扰分布控制模型，设计基于扰动观测器的控制器；
第五章：化工聚合过程控制实验系统的设计和实现，应用所提出的控制方法，构建化工聚合过程控制实验系统；
第六章：实验结果分析与讨论，对实验结果进行分析、讨论、总结，并提出改进和完善控制方法的建议；
第七章：总结与展望，总结研究成果，并展望后续研究的方向与目标。