基于粒子滤波的一类复杂工业过程智能控制方法研究

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1、：中国分类号：ＴＰ２巧密级公开ＵＤＣ：６２１学校代码：１００８２ｉｔ■ｆ＾亦／方嗦Ｈ巨日巨ＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩ巨ＭＣＥＡＮＤ下ＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕：ｔ学位论文基于粒子滤波的一＾类复杂工业过程智能控制方法研究论文作者：陈明星指导教师：李永伟教授申请学位类别：工学硕±学科、领域：控制科学与工程所在单位：电气工程学院答辩日期：２０１６年５月河北科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，

2、独立进行研究工作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中臥明确方式标明。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论丈作者签铅指导教师签名：杂＾７］寺（年５月之０（年扣与曰如非少／河北科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留电子版。本并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和，允许论文被查阅和借阅人授权河北科技

3、大学可レッ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检。索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文□保巧，在＿＿年解密后适巧本授权书。本学位论文属于保密＂。Ｖ＂）（请在上方框内打学位论文作者签名：指导教师签名：帶巧耀击養＞＇真年５月２曰少。／／年又月曰＾ClassifiedIndex：TP273SecrecyRate：PublicizedUDC：621UniversityCode：10082HebeiUniversityofScienceandTechnolo

4、gyDissertationfortheMasterDegreeTheResearchofIntelligentControlMethodBasedonParticleFilterAboutaClassofComplexIndustrialProcessCandidate：ChenMingxingSupervisor:Prof.LiYongweiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ControlScienceandEngineeringEmpl

5、oyer：SchoolofElectricalEngineeringDateofOralExamination:May,2016摘要摘要随着社会的不断地发展，智能控制方法在石油、化工、制药、冶金、电力等这一类复杂工业领域中发挥了重大作用，但是，这一类复杂工业过程中常常存在着非线性、非高斯、大滞后和不确定性等特点。由于模糊控制、神经网络控制和专家系统等传统的智能控制方法，往往需要依赖专家信息和人工经验完成其系统建模和优化过程，调试过程相对漫长，一旦更换控制变量，就需要重新设计控制方法，使得这些控制算法在一类复杂工业过

6、程中的普遍适用性受到很大制约，以致传统的智能控制方法在鲁棒性和控制精度上达不到相应的工业要求。联合制碱过程是一类典型的具有时变、大滞后、非高斯非线性等特征的复杂系统，为此，本文选取联合制碱复杂工业过程为研究对象。为了克服传统智能控制方法在非线性、非高斯系统上出现的收敛速度慢、控制精度不高等缺陷，提出了一种在处理非高斯、非线性时变系统的状态估计和预测控制方面具有独特优势的粒子滤波算法，对联合制碱工业过程进行优化控制。并针对粒子滤波算法存在粒子匮乏以及在初始状态未知的情况下需要大量粒子等问题，利用粒子群优化算法对粒子滤

7、波算法进行优化，实现对一类复杂工业过程的有界控制。以联合制碱过程纯碱产品的结晶粒径为研究背景，利用改进的RBF神经网络构建被控对象的参考模型，再根据最小方差原则，对复杂工业过程的控制做出质量指标评价，以起到对工业生产过程有效监督作用，并及时发现问题，再利用粒子滤波算法估计出影响控制质量指标变化的原因，为解决问题提供理论指导依据；然后根据控制质量指标变化，利用提出自适应粒子数的改进方法，使得控制方法得到改进和完善，为一类复杂工业过程智能控制提供一条有效的研究途径。同时，进一步提高产品产量和质量，提高经济效益和市场竞争

8、力。关键词联合制碱；粒子滤波；粒子群优化；最小方差；控制质量评价IAbstractAbstractWiththedevelopmentofthesociety,theintelligentcontrolmethodplaysanimportantroleinaclassofcomplexindustrialprocess,suchaspetroleum,ch