气相共聚抗冲聚丙烯质量指标鲁棒滤波估计与工业应用

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1、北京化工大学硕士研究生学位论文日期：二。一四年五月二十日艨化工大学学位论删胖明＼驯黜本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：当：熟日期：超!生，当：i旦关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并

2、向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。口论文暂不公开(或保密)注释：本学位论文属于暂不公开(或保密)范围，在』L年解密后适用本授权书。，醋暂不公开(或保密)论文注释：本学位论文不属于暂不公开(或保密)范围，适用本授权书。作者签名：导师签名：日期：超!生：互：i旦日期：趁!业．：羔圭!学位论文数据集中图分类号TP273学科分类号510．80lO论文编号1001020140838密级公开学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京

3、化工大学作者姓名于歌学号2010000838获学位专业名称控制科学与工程获学位专业代码08llOl课题来源企业合作项目研究方向复杂工业过程先进控制论文题目气相共聚抗冲聚丙烯质量指标鲁棒滤波估计与工业应用关键词工业气相聚丙烯，j哽测模型，动态粒子群优化算法，鲁棒滤波论文答辩日期2014．5．24木论文类型应用研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师赵众教授北京化工大学先进控制与过程监测生物医学诊断仪器、徽评阕人1邱宪波副教授北京化工大学流控芯片系统机器人视觉、信号处理评阕人2祝海江副教授北京化工大学及检测评阅人3评阅人4评阅人5复

4、杂工业过程建模与优答辩委员会主席黄克谨教授北京化工大学化机器人视觉、信号处理答辩委员l祝海江副教授北京化工大学及检测生物医学诊断仪器、微答辩委员2邱宪波副教授北京化工大学流控芯片系统答辩委员3徐圆副教授北京化工大学系统工程与人工智能答辩委员4沈栋副教授北京化工大学动态系统学习控制答辩委员5论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745--9)《学科分类与代码》中查询。四．论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要气相共聚抗冲聚丙烯质量指标鲁棒滤波

5、估计与工业应用在现代化学工业中，聚合物产品的性能是通过质量指标来衡量的。对于本文所研究的气相共聚抗冲聚丙烯产品，我们把熔融指数(MFR)和乙烯质量分数(E)(用来表征抗冲击强度)看做最为重要的质量指标。在工业实时应用时，为了减小生产工况的扰动，提高经济效益，要求对质量指标进行准确的实时控制。然而遗憾的是气相聚丙烯的质量指标是无法在线获得的，也就是说熔融指数和抗冲击强度的实时值没有办法通过测量得到。所以在实际生产中，通过化验室对产品定时采样分析来获得质量指标。由于采样和化验所得到的分析值通常比生产实时值滞后2小时，所以这种方式明显具有时滞性。为了避免由于

6、控制不及时造成工况的扰动和产品质量上的偏差，在气相聚丙烯生产装置上应用软测量是一种有效的解决办法。因此建立质量指标预测模型，通过滤波方法实现实时校正，并在此基础上结合原有DCS系统设计控制器，能够有效提高系统性能，对实现先进控制和提高经济效益意义重大。针对Spheripol工艺，论文推导了气相聚丙烯质量指标的非线性动态预测模型。并且以大量实际生产数据为基础，应用PSO算法优化求解得到预测模型中的未知系数。实际生产中，由于各种噪声和干扰的影响，在模型输出应用于在线控制之前必须对模型进行修正，以保证模型预测精度。针对预测模型的非线北京化工大学硕士学位论文性

7、，同时考虑到生产过程的不确定性，结合误差极小化理论和李雅普诺夫稳定理论，提出了两种鲁棒滤波方法来修正气相聚丙烯质量指标预测模型。仿真和工业应用结果，证明了所提方法的有效性和可行性。在模型预测精度得到保证后，加入了模型预测控制算法，对气相聚丙烯过程进行控制仿真。在控制器的仿真和工业应用的过程中，再次证明了鲁棒滤波估计具有很高准确性。同时也证明对于减小产品质量波动，提高优级品率，增加产率有很大帮助。关键词：工业气相聚丙烯，预测模型，动态粒子群优化算法，鲁棒滤波II些!堡竺!RESINQUALITYROBUSTESTIMATIONANDCONTROLFORH

8、IGHIMPACTCoPOLyMERIZATIoNINGASPHASEPRoCESSABSTR