基于MLD模型的混杂系统控制及其形式验证研究

《基于MLD模型的混杂系统控制及其形式验证研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要随着过程控制对象越来越复杂，混杂特性已经普遍存在于流程工业中。针对这种情况，论文研究了基于混合逻辑动态(MLD：MixedLogicalDynamical)模型的混杂系统优化控制和形式验证问题，利用混杂预测控制算法研究了严重非线性系统的控制问题，解决了基于MLD模型的形式验证算法。本文着重对严重非线性的CSTR过程利用混杂系统理论进行了混杂控制和形式验证。研究了如何利用混杂预测控制技术使CSTR系统快速平滑地达到稳定状态，为CSTR过程提供了新的方法；首次利用形式验证技术研究了CSTR过程安全问题的验证，

2、为保证CSTR系统能够在安全状态下运行提供了依据。本文的主要研究内容和取得的成果体现在以下几个方面：研究了MLD建模方法与步骤，对一般的命题逻辑建模方法和HYSDEL建模软件进行了比较，得出了针对不同的系统采用不同的建模方法的原则。利用两种方法建立了CSTR的MLD模型并进行了仿真。研究了基于MLD模型的优化控制和混杂预测控制算法。利用CSTR过程的MLD模型，采用无穷范数和2范数性能指标研究了其优化控制。仿真结果表明该方法能够快速平滑地达到平衡点，并避免了切换时存在的震荡问题。介绍了基于模型检验的形式验证方

3、法，并对各种方法进行了比较。针对浓度控制系统和BouncingBall系统进行了CheckMate验证，得出了CheckMate验证工具的优缺点。首次研究了基于MLD模型的形式验证算法。在算法上采用了可达集计算的方法，并将该算法应用于CSTR过程。基于CSTR过程的MLD模型，解决了CSTR过程的形式验证技术问题，为保证CSTR系统能够在安全状态下运行提供了依据。论文对研究的理论与算法在CSTR过程控制中进行了大量的仿真研究，取得了满意的效果。仿真结果表明了论文算法在非线性CSTR过程的混杂控制、混杂形式验证

4、上的有效性，为严重非线性的CSTR过程的控制提供了新的方法和思路。关键词：混杂系统，混合逻辑动态模型，预测控制，形式验证，连续搅拌釜反应器ControlandFormalVerificationofHybridSystemUsingMLDModelAbstractWiththeincreasingcomplexityofprocesscontrolobjects，hybridfeatureexistswidelyinprocessindustries．Accordingthissituation，thisdi

5、ssertationstudiesthecontrolandformalverificationissuesofhybridsystemsusingMixedLogicalDynamical(MLD)model．Ahybridpredictivecontrolalgorithmisstudiedandthenappliedtoaprocesswimseriousnonlinearity；thedissertationalsopresentedaformalverificationalgorithm，basin

6、gonMLDmodel．ThisdissertationfocusonapplyingthehybridcontrolalgorithmandhybridformalverificationalgorithmonaCSTR(ContinuousStirredTankReactor)process．TheCSTRprocessiscontrolledusinghybridpredictivecontrolalgorithmtoinvestigatehowtodrivetheprocesstothesteadys

7、tatesmoothlyandquickly．ThusanewcontrolstrategyforCSTRprocesshasbeenpresented．FormalverificationtechniqueisusedtoverifysafetyissuesinCSTRprocessforthefirsttime．ThisresearchprovideswarrantytooperatetheCSTRundersafetystates．Mainresearchworksandachievementsares

8、ummarizedasfollowing：MLDmodelingtechniqueandapproacharestudied．BycomparingthedifferencebetweengeneralproposionallogicmodelingmethodandHYSDELsoftwaremethod，thethesisgivesaruletoselectmodelingmethodaccor