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1、熔融指數(shù)儀軟測量建模
熔融指數(shù)儀的機(jī)理建模通常從機(jī)理出發(fā)，建立聚合物的分子質(zhì)量和其黏度的關(guān)系。由于聚合反應(yīng)機(jī)理比較復(fù)雜，在考慮反應(yīng)單體及氫氣的濃度比等參數(shù)同時，將宏觀反應(yīng)熱Hr替換聚合反應(yīng)溫度。考慮到對聚合速率的影響，本文采用以下熔融指數(shù)混合模型：
其中MIi為環(huán)管反應(yīng)器內(nèi)熔融指數(shù)瞬時值，a0～a3為待辨識系數(shù)，CH2 /CM為氫氣與丙烯量濃度比，Cp/CM為催化劑與丙烯量濃度比，Hr為宏觀反應(yīng)熱。由于*環(huán)管與第二環(huán)管的熔融指數(shù)具有一定的關(guān)系，在實(shí)際的生產(chǎn)中，只對第二反應(yīng)管的熔融指數(shù)進(jìn)行離線分析。故采用文獻(xiàn)的雙環(huán)管混合模型：
其中MIi.為第二環(huán)管反應(yīng)器出口熔融指數(shù)瞬時值，b0～b5為待辨識系數(shù)。（CH2/CM）i，（i=l，2）為第i個環(huán)管內(nèi)氫氣與丙烯量濃度比，（Cp/CM），（i=l.2）為第i個環(huán)管內(nèi)催化劑與丙烯量濃度比，Hr為宏觀反應(yīng)熱。
根據(jù)工藝流程，為得到穩(wěn)定的熔融指數(shù)，對第二環(huán)管反應(yīng)器的氫氣濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)。氫氣濃度變化導(dǎo)致瞬時熔融指數(shù)的對數(shù)即In（MIi）發(fā)生變化，zui后使累積熔融指數(shù)儀發(fā)生改變。
將這個H模型作為預(yù)測控制的預(yù)測模型。累計熔融指數(shù)差分方程作為動態(tài)線性部分，式（2）作為靜態(tài)非線性部分。通過設(shè)計H模型的預(yù)測控制器實(shí)現(xiàn)對牌號切換過程的閉環(huán)預(yù)?？刂啤?nbsp;
2、基于軟測量模型的預(yù)測控制
針對有動態(tài)線性和靜態(tài)非線性兩部分的熔融指數(shù)模型，在其轉(zhuǎn)化為Hammerstein模型后，借助于預(yù)測控制兩步走思想，對其實(shí)現(xiàn)預(yù)測控制。熔融指數(shù)模型的動態(tài)線性部分，可以設(shè)計出基于非線性H模型廣義預(yù)測控制算法，從而先求得輸出預(yù)測控制所需的中間控制變量；再利用中間控制變量，通過靜態(tài)非線性模型求解實(shí)際控制變量。
針對其中的線性部分設(shè)計廣義預(yù)測控制，預(yù)測控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
從圖2中可以看出，在牌號由A切換到B時，本文中提出的基于軟測量Hammerstein模型的廣義預(yù)測控制算法，能夠良好地跟蹤設(shè)定值曲線，控制過程平穩(wěn)?；贖ammerstein模型的廣義預(yù)測控制比NMPC算法控制調(diào)節(jié)時間短，響應(yīng)迅速，輸出過程超調(diào)量小。
3、結(jié)論與認(rèn)識
以聚丙烯熔融指數(shù)的號牌切換為研究背景，選擇了速度快外推性能好的機(jī)理模型作為熔融指數(shù)的軟測量模型，根據(jù)熔融指數(shù)的累積特性，提出了累計熔融指數(shù)模型，并且與熔融指數(shù)模型一同以Hammerstein模型的形式作為預(yù)測控制的預(yù)測模型。針對多輸入單輸出的Hammerstein系統(tǒng)，采用兩步法求解預(yù)測控制的*控制規(guī)律。實(shí)現(xiàn)聚合反應(yīng)器熔融指數(shù)的預(yù)測控制。zui后在聚丙烯牌號切換過程的控制仿真中，表現(xiàn)出跟蹤性能好，牌號切換過程迅速等優(yōu)點(diǎn)；驗(yàn)證了模型和算法的有效性和實(shí)用性。本文控制方法與其他控制算法相比，不僅縮短了切換時間，控制過程也較為平穩(wěn)。在提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加物料利用率，減少廢料的產(chǎn)出，節(jié)約能源等方面，對聚丙烯的工業(yè)生產(chǎn)有著重要的指導(dǎo)意義。 http://www.clzlxs.com/ancimy-SonList-943676/
