温度最优控制算法的研究.pdf

第19卷专集 烟台大学学报(自然科学与工程版) V01．19 Special 2006年7月 JournalofYantai Scienceand University(NaturalEngineering)July．2006 温度最优控制算法的研究 张‘鑫1，付晓光2 (1．山东工商学院信电学院，山东烟台，264005； 2．牡丹江友搏药业有限责任公司，黑龙江牡丹江，157001) 摘要：利用最优控制理论的变分方法，采用Lagrange乘数法，通过构造Hamilton函数来确定最优温度轨线的方 法，研究了温度控制系统中的温度调节问题。给出了达到理想温度时的流体流量的调节律． 关键词：最优控制；极值；Hamilton函数 The of Control in StudyOptimumAlgorithmTemperatureSystem ’XinZhan91XiaoguangFu2 Youbo 2．MudanjiangMedicine,Companyoflimited Abstract：The control isstudied useof control oftemperaturesystems by temperatureadjustproblem makingOptimum isdeterminedwith Hamilton methods,andtrajectory function． theory．UsingLagrangemultiplier optimum constructing The lawoffluidflowis its reachideastate． adjust given,whentemperature function． control：extremevalue=Hamilton Keywords：Optimal 1引言 最优控制是现代控制理论的重要组成部分，采用最优控制所提供的理论方法可使控制系统的某一项 态规划法和极大值原理求解最优控制问题以来．最优控制理论及应用有了飞速发展，加之古典的变分法‘ 理论构成了最优控制理论的三大支柱体系，使她能够在解决实际控制问题时发挥作用M。例如，在恒温 的自动控制过程中，由于外界干扰使温度产生了偏差，采用何种方法可以最快地消除偏差使系统恢复到 平衡状态。根据不同的控制目标，可以提出各种不同的性能指标，因此，最优控制所要解决的问题是： 按其受控对象的动态特性，选择一个容许的最优控制，使得受控对象能按其要求运行并使性能指标取最 优(最大或最小)。在温度控制系统中，为使温度控制在某一点，需要输入和输出设备的调节，给出按某 种规律调整输入设备，在调整过程中，使系统的输出和目标的偏差达到最小。迄今为止，温度控制已经 成功地应用于多种工程实践中删，本文根据最优控制方法来具体解决温度控制问题。 2温度控制模型的建立’ 有一连续搅拌槽，槽内开始温度为正度，在入口处以常速流入温度为五(f)的液体。在出口处流出 等量液体，使槽内液面保持不变。槽内装有不停转动的搅拌器，使液体完全处于混合状态。经搅拌器搅 拌的液体温度实际上是均匀的，设t时刻槽内的温度为r(f)。问题如何选择五(f)，使在J时间内使槽内 张鑫等：温度最优控制算法的研究