一种基于熵权法的煅药机模型预测控制系统及方法

文档序号:41336855发布日期:2025-03-19 14:47阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于熵权法的煅药机模型预测控制系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于熵权法的煅药机模型预测控制系统,其特征在于,所述药材识别模块包括用于识别药材气味的电子鼻、识别药材形状和颜色高清摄像头;当药材进入煅药机后,由电子鼻中的气味取样操作器、气体传感器阵列识别药材的气味强度和气味类别,转化为气味的数字信号,与高清摄像头获得并辨识的形状和颜色一起传输到加工信息数据库中。

3.根据权利要求2所述的基于熵权法的煅药机模型预测控制系统,其特征在于,所述第一子数据库中的每个信息词条包括药材种类、药材名称、形状、颜色、气味、加工时间和加工温度;以药材识别模块收集到的形状、气味和颜色为检索条件,第一子数据库将储存的信息词条进行检索条件匹配,找到对应的药材种类及药材名称,并从对应的信息词条中获取药材的加工时间以及加工温度;

4.根据权利要求3所述的基于熵权法的煅药机模型预测控制系统,其特征在于,所述第一子监测模块包括多个质量传感器,用于检测放置于加热介质上的药材实时质量;第二子监测模块包括多个温度传感器,用于监测药材加工过程中煅药机各个位置的实时温度,包括煅药机内空气的初始温度、加热介质的实时温度、药材的实时温度、煅药机内空气的实时温度、机壳的实时温度;第三子监测模块用于采集电热机实时功率,并将这些质量数据、温度数据以及电热机实时功率以及药材加工信息传输到模型预测模块中。

5.一种基于熵权法的煅药机模型预测控制方法,其特征在于,包括:

6.根据权利要求5所述的基于熵权法的煅药机模型预测控制方法,其特征在于,所述非线性模型如下:

7.根据权利要求6所述的基于熵权法的煅药机模型预测控制方法,其特征在于,所述针对建立的系统状态空间方程,应用反步法对其进行线性化处理,并设计状态观测器用以观测药材实时温度的一阶导数的值,包括:

8.根据权利要求6所述的基于熵权法的煅药机模型预测控制方法,其特征在于,所述利用零阶保持器对线性化处理得到的系统状态空间方程进行离散化处理,构建离散化系统,表示为:

9.根据权利要求8所述的基于熵权法的煅药机模型预测控制方法,其特征在于,所述设计二次型控制律,包括:

10.根据权利要求9所述的基于熵权法的煅药机模型预测控制方法,其特征在于,利用熵权法获得二次型控制律中系统状态的权重系数和输入变量的权重系数所,包括:


技术总结
本发明公开了一种基于熵权法的煅药机模型预测控制系统及方法,其中方法包括基于药材加工过程中的质量数据、温度数据以及电热机实时功率构建非线性模型并构建系统状态空间方程,对其进行线性化处理,设计状态观测器用以观测药材实时温度的一阶导数的值;对系统状态空间方程进行离散化处理,构建离散化系统;针对离散化系统,利用滚动优化方法预测未来一段时间的系统状态;设计二次型控制律,利用熵权法获得二次型控制律中系统状态的权重系数和输入变量的权重系数;将预测得到的未来一段时间的系统状态带入,并设定约束条件,对系统输入变量序列进行求解,将求解后序列中的首个输入变量作为下一时刻电热机功率施加到锻药机。

技术研发人员:汪焰恩,宋英超,刘丹,马帅,陈春良,冯帆
受保护的技术使用者:西北工业大学
技术研发日:
技术公布日:2025/3/18
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