本文關(guān)鍵詞：基于T-S模糊模型的魯棒預(yù)測控制器在啤酒發(fā)酵溫度控制中的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：啤酒發(fā)酵是啤酒生產(chǎn)中最重要的環(huán)節(jié),發(fā)酵過程中會有許多因素影響著最終的發(fā)酵質(zhì)量,如溫度、壓力、濃度等,溫度是最關(guān)鍵的因素,溫度的變化會影響壓力和濃度的變化,所以發(fā)酵溫度必須能夠符合溫度工藝曲線。啤酒發(fā)酵過程是一個非線性、模型不確定性、多擾動、大慣性的過程,在發(fā)酵過程中,會受到內(nèi)外部的干擾,如酵母特性、冷卻液溫度和壓力的擾動等。發(fā)酵過程包含許多復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng),涉及的因素也很繁多,很難建立精確的數(shù)學(xué)模型。常規(guī)的控制方法無法滿足最優(yōu)跟蹤溫度工藝曲線的要求。本文融合了確保系統(tǒng)穩(wěn)定的魯棒控制和具有滾動優(yōu)化思想的預(yù)測控制,提出了基于T-S模糊模型的魯棒預(yù)測控制器,將其應(yīng)用于發(fā)酵過程中。本文的研究成果和內(nèi)容主要有以下幾個方面:(1)詳細(xì)闡述了啤酒發(fā)酵過程和溫度工藝曲線,重點研究發(fā)酵溫度這類具有非線性、不確定性、多擾動等特點的控制對象,分析了其控制難點。(2)介紹了T-S模糊模型,用它來逼近非線性系統(tǒng),根據(jù)T-S模型中的每條模糊規(guī)則,采用并行分配補償技術(shù),由線性矩陣不等式(LMI)求得相對應(yīng)的局部狀態(tài)反饋魯棒控制器,滿足H_∞魯棒性,通過對每個局部控制器加權(quán),得到整個的魯棒控制器。但狀態(tài)反饋控制器受限于狀態(tài)完全可測的條件,故結(jié)合預(yù)測控制中滾動優(yōu)化的思想,利用輸出反饋,針對局部控制器參數(shù)的時變性,在每一采樣時刻,只需知道不可測狀態(tài)的界限值,求解一組帶有約束的LMI,再加權(quán)求出最終的魯棒預(yù)測控制器。(3)對啤酒發(fā)酵過程進行機理建模,再把機理模型轉(zhuǎn)變?yōu)門-S模型,對其施加魯棒預(yù)測控制器,仿真結(jié)果表明基本解決了發(fā)酵過程的難點,滿足控制需求。
【關(guān)鍵詞】：啤酒發(fā)酵溫度控制 T-S模糊模型 魯棒H_∞算法 輸出反饋 魯棒預(yù)測控制
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TS262.5;TP273
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 緒論8-11
• 1.1 課題介紹8-9
• 1.1.1 課題的簡要工程背景8
• 1.1.2 課題的提出8-9
• 1.1.3 課題的目的和意義9
• 1.2 論文的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容9-11
• 第2章 發(fā)酵過程簡介及溫度控制研究現(xiàn)狀11-20
• 2.1 發(fā)酵過程11-14
• 2.2 發(fā)酵過程的工藝控制14-16
• 2.3 發(fā)酵溫度控制的特性及研究現(xiàn)狀16-19
• 2.3.1 發(fā)酵溫度控制的特性16-17
• 2.3.2 發(fā)酵溫度控制的研究現(xiàn)狀17-19
• 2.4 本章小結(jié)19-20
• 第3章 魯棒預(yù)測控制基本理論20-31
• 3.1 預(yù)測控制簡介20-22
• 3.1.1 預(yù)測控制的產(chǎn)生20
• 3.1.2 預(yù)測控制的發(fā)展20-22
• 3.2 預(yù)測控制的基本原理22-26
• 3.2.1 三大基本原理22-25
• 3.2.2 預(yù)測控制的特點25-26
• 3.3 魯棒預(yù)測控制簡介26-30
• 3.3.1 魯棒控制簡介26-27
• 3.3.2 魯棒預(yù)測控制的產(chǎn)生27-28
• 3.3.3 魯棒預(yù)測控制的研究成果28-30
• 3.4 本章小結(jié)30-31
• 第4章 基于T-S模糊模型的魯棒預(yù)測控制31-48
• 4.1 T-S模糊模型31-33
• 4.2 基于T-S模型的魯棒控制器33-38
• 4.2.1 不變集和線性矩陣不等式33-36
• 4.2.2 基于T-S模型的魯棒H_∞控制器36-38
• 4.3 輸出反饋魯棒預(yù)測控制理論38-44
• 4.4 基于T-S模糊模型魯棒預(yù)測控制仿真與分析44-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 第5章 基于T-S模糊模型的魯棒預(yù)測控制在發(fā)酵溫度控制中的應(yīng)用48-55
• 5.1 發(fā)酵溫度的模型建立48-51
• 5.1.1 機理模型分析48-50
• 5.1.2 T-S模糊模型的求取50-51
• 5.2 基于T-S模糊模型魯棒預(yù)測控制仿真51-54
• 5.3 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論與展望55-56
• 參考文獻56-60
• 致謝60-61
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文61-62

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