基于Koopman算子的连续搅拌反应釜的模型预测控制
CSTR:
作者:
作者单位:

1.青岛理工大学;2.天津浩源汇能股份有限公司

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

TP273

基金项目:

山东省自然科学基金项目,国家自然科学基金项目(面上项目,重点项目,重大项目),山东省重点研发项目,中国博士后面上项目


Model predictive control of continuous stirred tank reactor based on Koopman operator
Author:
Affiliation:

1.Qingdao University of Technology;2.Tianjin Haoyuan Huineng Co., Ltd.

Fund Project:

the Natural Foundation of Shandong Province,The National Natural Science Foundation of China(General Program, Key Program, Major Research Plan),the Key R & D project of Shandong Province, the General Program of China Postdoctoral Science Foundation

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    针对连续搅拌反应釜系统的浓度和温度的跟踪控制问题,本文提出基于Koopman算子的模型预测控制方法. 基于Koopman算子建立CSTR的有限高维线性模型(24维).以CSTR的高维线性Koopman模型作为预测模型,结合预测控制滚动时域多目标优化,考虑状态约束、控制目标、性能优化等约束条件,设计连续搅拌反应釜系统的温度和浓度跟踪控制算法.利用Matlab/Simulink仿真实验验证本文所提方法的有效性.通过与CSTR的局部线性化模型预测控制算法(LMPC)和非线性模型预测控制算法(NMPC)进行仿真对比验证本文所提方法的优越性.实验结果表明,本文方法无需依赖系统的精确数学模型,能避免求解非凸优化问题,而且收敛速度更快,控制精度更高.

    Abstract:

    This paper presents a model predictive control approach using the Koopman operator for tracking concentration and temperature in continuous stirred tank reactor (CSTR) systems. A 24-dimensional Koopman-based linear model serves as the predictive model. The method combines predictive control with receding horizon multi-objective optimization, considering state constraints and control objectives. Matlab/Simulink simulations validate its effectiveness, and comparisons with local linear (LMPC) and nonlinear (NMPC) algorithms demonstrate faster convergence and higher control accuracy without requiring precise system models or solving non-convex optimizations.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文
分享
文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:2024-04-23
  • 最后修改日期:2024-09-10
  • 录用日期:2024-09-10
  • 在线发布日期: 2024-09-30
  • 出版日期:
文章二维码