75、基于DNN的CFT过程局部最优控制研究

基于DNN的CFT过程局部最优控制研究

1. CFT过程的局部最优控制问题

在多个不确定因素下，确定由CFT（连续流技术）控制的过程的最优实验条件，是本研究关注的基本优化问题。动态过程的优化问题对于实时应用通常极具挑战性，而必须满足严格实时状态约束的在线控制应用则更具难度。许多由CFT调节的系统很难实现优化，而且在实际应用中，绝大多数CFT控制的过程涉及多模态性能指标，需要在考虑不确定性或扰动的情况下进行优化，这往往导致采用次优控制器。

成功优化CFT过程需要考虑以下几个方面：
- 层流合成
- 质量和能量平衡
- 设备尺寸确定
- 过程模拟
- 能够实现某些目标的控制器设计

有时，还需要进行额外的经济评估，以证明所提出的次优控制的合理性。不过，精确的过程模型对于实现良好的经济性能至关重要。此外，在次优控制设计中必须考虑控制和状态限制，这是因为$c_{g,in}$和$W_g$与停留时间之间存在严格的关系。

1.1 可允许的控制动作集合

在为CFT控制的过程设计次优控制时，第一步是定义可允许的控制函数。通常，在控制设计中，反应物$c_g$的$c_{g,in}$和$W_g$这两个元素之间的关系可以通过以下方式建立：
1. 固定反应器中的气体流量$W_g = u_1$（$L·s^{-1}$），可以通过调整用于产生/注入反应物的设备的额外特性来确定反应器入口处所需的反应物浓度$c_{g,in} = u_2/u_1$。例如，选择臭氧发生器的功率放电电压$u_0$（$k·V$），即：
$u_2 = u_1c_{g,in}(u_0, u_1) = \phi(u_0, u_1)u_1