熵约束条件下的含时滞复杂化工过程的鲁棒无源化控制

基本信息
批准号:61673071
项目类别:面上项目
资助金额:61.00
负责人:于占东
学科分类:
依托单位:渤海大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:付莹,于震,张鹏,黄世飞,殷立志
关键词:
鲁棒无源化控制化工过程最优控制熵约束保守性
结项摘要

Entropy is the measure of complexity and uncertainty in systems. In the project, the polymerization of acrylonitrile control is taken as the research background. The robust passive control, based on the analysis of thermodynamic entropy and information entropy, for the complex chemical process systems with time delay is discussed to deal with the dissipation characteristics and uncertainty in process. After the entropy constraint is introduced in the design of the control systems, the robust stability constraint and tracking performance constraint of systems can be taken into account at the same time, and the conservative of robust passive control is reduced. . In the project, the impact of entropy constraints for control systems in the analysis and synthesis is studied for the example of chemical process control by control entropy theory. It provides the specific content about the contact between the entropy theory and control theory, and the support case for control entropy theory. In the viewpoint of thermodynamic entropy, the relationship between the entropy flow in chemical process and passivity of dissipative systems is studied. In the viewpoint of information entropy, the relationship between the amount of negative entropy and the performance of stability and tracking is studied. In the viewpoint of control system design, the relationship between the design constraints of systems and the conservative of controller is studied. In the project, theory and method of many fields such as control system, thermodynamic and information theory is included. The project belongs to typical cross disciplinary research. It is a project with great theoretical and practical significance.

熵是系统复杂性和不确定性的度量。项目以丙烯腈聚合过程控制为背景,针对化工过程耗散特性和不确定性,采用热力学熵和信息熵的分析方法,对含时滞复杂化工过程系统鲁棒无源化控制问题进行研究。将熵约束条件引入控制系统设计中,可以兼顾系统设计中的鲁棒稳定约束和跟踪性能约束,降低鲁棒无源化控制的保守性。. 项目以“控制熵论”为视角,通过化工控制实例,讨论熵约束在鲁棒无源化控制系统分析和综合中的作用,为探索熵理论和控制理论的联系提供具体内容,为“控制熵论”的命题提供案例支持。从热力学熵角度,研究化工过程熵流与耗散系统无源化之间的关系;从信息熵论角度,研究负熵注入量与系统稳定性及系统性能之间的关系;从控制系统设计的角度,研究鲁棒稳定约束、控制性能约束同系统保守性的关系。项目涉及控制论、热力学及信息论等多个领域的理论和研究方法,属于典型的交叉学科研究,具有重要的理论研究价值和实际应用意义。

项目摘要

熵是系统复杂性和不确定性的度量。项目以丙烯腈聚合过程控制为背景,针对化工过程耗散特性和不确定性,采用熵分析方法,对含时滞复杂化工过程系统鲁棒无源化控制问题进行研究。具体内容包括:热力学构架下的连续搅拌反应釜(CSTR)模型构建;CSTR熵分析;CSTR稳定性分析;基于Onsager-Casimir关系的稳定性解释;基于Shannon信道理论的过程控制系统信道链路模型建立及约束条件分析;信息的利用与系统稳定性及跟踪性能之间的关系分析;基于熵约束的化工过程有记忆时滞依赖型γ无源化反馈控制;串联谐振逆变系统功率因数角控制等。等。将熵约束条件引入控制系统设计中,可以兼顾系统设计中的鲁棒稳定约束和跟踪性能约束,降低鲁棒无源化控制的保守性。.项目以“控制熵论”为视角,通过化工控制实例,讨论熵约束在鲁棒无源化控制系统分析和综合中的作用,为探索熵理论和控制理论的联系提供具体内容,为“控制熵论”的命题提供案例支持。从热力学熵角度,研究化工过程熵流与耗散系统无源化之间的关系;从信息熵论角度,研究负熵注入量与系统稳定性及系统性能之间的关系;从控制系统设计的角度,研究鲁棒稳定约束、控制性能约束同系统保守性的关系。项目涉及控制论、热力学及信息论等多个领域的理论和研究方法,属于典型的交叉学科研究,具有重要的理论研究价值和实际应用意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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