| 【中文题名】 | 聚合物分子量分布的多变量建模与闭环控制研究 |
| 【英文题名】 | Multi-Variable Modeling and Feedback Control for MWD in Polymerization |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-9-13 |
| 【中关键词】 | B样条神经网络,动态递归神经网络,复合神经网络,分子量分布,建模,控制 |
| 【英关键词】 | B-spline neural network,dynamic feedback neural network,complex neural network,molecular weight distribution,modeling,control, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化基础理论>人工智能理论>人工神经网络与计算> |
| 【论文摘要】 | 本文主要研究利用复合神经网络建立聚合反应分子量分布模型的方法和拓扑结构，并探索基于模型预估的控制分子量分布的新方法。
分子量分布曲线是分析聚合物性能最有效的指标，但是目前缺乏有效的在线测量手段，在线控制困难重重。需要建立神经网络模型，以它的输出代替对象的输出分子量分布曲线，才能实现对象的在线控制。聚合过程是具有高度非线性的多变量复杂系统，所建立的神经网络模型需要在逼近分布曲线的同时表达出系统的动态特性，因而，本文采用由动态递归神经网络和B样条神经网络组合而成的复合神经网络建立分子量分布模型。
在复合神经网络的建立中，本文对分子量分布进行建模的同时，对釜内温度也建立了神经网络模型，这样可以弥补分子量分布模型无法感知未知扰动的缺陷。对模型中可测的扰动变量采用主元分析的方法，降低了多变量建模引起的过高的输入维数，提高了训练速度。
在控制中，本文提出了新的控制指标和控制策略，目标函数在分子量分布的误差平方和的基础上，加入了系统实测温度与神经网络输出温度的温度差反馈和控制变量的约束这两项，改进了单纯基于模型的控制算法，达到了补偿未知扰动和限制调节幅度的作用。本文以某顺丁橡... |
| 【论文题纲】 |
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第一章 绪论 |
14-20 |
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1.1 聚合反应分子量分布建模和控制的研究现状 |
14-15 |
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1.2 人工神经网络及其发展和研究现状 |
15-17 |
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1.3 B样条神经网络及其发展和研究现状 |
17-18 |
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1.4 论文选题的目的意义 |
18-19 |
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1.5 内容安排 |
19-20 |
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第二章 聚合物分子量分布及顺丁橡胶聚合反应简介 |
20-28 |
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2.1 聚合反应与聚合物分子量分布简述 |
20-23 |
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2.1.1 聚合反应 |
20-21 |
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2.1.2 聚合物平均分子量 |
21 |
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2.1.3 分子量分布 |
21-22 |
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2.1.4 分子量分布的矩 |
22-23 |
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2.2 顺丁橡胶聚合反应 |
23-28 |
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2.2.1 实验装置简介 |
23-24 |
|
2.2.2 基元反应 |
24 |
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2.2.3 反应动力学方程 |
24-25 |
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2.2.4 活聚物和死聚体的各阶矩 |
25-26 |
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2.2.5 分子量分布模型 |
26-28 |
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第三章 利用复合神经网络建立分子量分布模型 |
28-47 |
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3.1 B样条神经网络简介 |
28-29 |
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3.1.1 B样条函数 |
28 |
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3.1.2 B样条神经网络 |
28-29 |
|
3.2 动态递归神经网络简介 |
29-30 |
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3.3 主元分析简介 |
30-31 |
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3.3.1 主元分析方法 |
30-31 |
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3.3.2 NIPALS方法 |
31 |
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3.4 利用复合神经网络建立分子量分布模型 |
31-41 |
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3.4.1 输入输出变量 |
31-32 |
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3.4.2 反馈变量 |
32-33 |
|
3.4.3 复合神经网络的结构与建模 |
33-34 |
|
3.4.3 以重基分子量分布为输出的神经网络建模 |
34-38 |
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3.4.4 以温度分布作为输出的神经网络建模 |
38-41 |
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3.5 建模结果验证 |
41-46 |
|
3.6 结论 |
46-47 |
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第四章 利用复合神经网络实现分子量分布的控制 |
47-62 |
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4.1 分子量分布控制策略概述 |
47 |
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4.2 控制策略的推导 |
47-51 |
|
4.3 控制算法的实现和说明 |
51 |
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4.4 控制系统仿真研究 |
51-61 |
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4.4.1 无扰动的系统控制效果 |
52-54 |
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4.4.2 加入可测量的扰动的系统控制效果 |
54-57 |
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4.4.3 加入不可测的扰动的系统控制效果 |
57-59 |
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4.4.4 加权系数的确定 |
59-61 |
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4.4 结论 |
61-62 |
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第五章 总结 |
62-63 |
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参考文献 |
63-65 |
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致谢 |
65-67 |
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作者和导师简介 |
67 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.387921 |
