药物提取生产过程优化控制研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文药物提取生产过程优化控制研究作者姓名：刘统山指导教师：何大阔教授东北大学信息科学与工程学院申请学位级别：硕士学科类别：工科学科专业名称：控制理论与控制工程论文提交日期：2014年6月论文答辩日期：2014年6月28日学位授予日期：2014年7月答懒．吞厶q到--I巾：CJ：：余强副教授评阅人：尤富强副教授桑海峰副教授东北大学2014年6月万方数据AThesisinControlTheoryandControlEngineeringResearchonOptimizingControlforDrugExtr

2、actionProductionProcessByLiuTongshanSupervisor：ProfessorHeDakuoNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢=E思。学位论文作者签名：交f绱4，日期：弘，垆．6．埸学位论文版权使用授权书本学位论

3、文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年∥学位论文作者签名：刻饶山签字日期：洳，午．石·∞翩签名：向舟签字日期如／铲．∥．节万方数据东北大学硕士学位论文摘要药物提取生产过程优化控制研究摘要药物生产是国民经济重要的组成部分，药物提取生产过程作为药物生产过程的重要组成部分，存在着工业自动化水平较

4、低、耗能严重等问题。研究在保证质量的前提下，以降低生产成本、提高经济效益为目标的药物提取生产过程建模与优化控制问题具有重要的理论与现实意义。本文首先介绍了药物提取的基本原理和传统的提取方法，并较为详细地说明了提取生产过程的工艺流程，分析了提取过程及其主要影响因素。通过对提取过程原理的深入研究，本文依据能量平衡、物料平衡、相平衡、以及反应动力学等基本原理，建立了药物提取生产过程中有效成分提取量、挥发油回收量、蒸汽消耗量等关键变量与操作变量(罐底蒸汽流量、罐侧蒸汽流量、提取时间)相关关系机理模型，作为实际过程模拟对象，通过对所建机理模型的仿

5、真实验，验证了该模型的有效性。然后，利用所建立的药物提取过程机理模型模拟实际过程产生数据，利用偏最小二乘(PLS)方法建立了基于数据的单次提取生产过程预测模型。在此基础上，以单位时问经济效益最大化为优化目标，以操作变量为决策变量，在单次提取生产约束条件下建立单次药物提取生产过程优化模型，并利用粒子群优化(PSO)算法进行优化计算，得到优化结果即操作变量设定值。但由于有效成分存在饱和溶解度，单次提取不能完全提取出药材原料中的有效成分，根据药材中所含有效成分的含量和有效成分的溶解度可知，需要对药材原料进行至少多次提取才能有效的将有效成分完全

6、提取出来。于是，在单次提取优化的基础上，通过多次提取过程建模建立过程预测模型，并以多次提取单位时间经济效益最大化为优化目标，以提取次数、每次提取操作变量为决策变量，在多次提取生产约束条件下建立多次综合提取生产过程优化模型，并利用粒予群优化算法进行优化计算，得到优化结果和操作变量设定值，仿真验证了其有效性。但由于过程模型误差的存在，优化结果与实际效果差距较大。针对这一问题，本文应用迭代学习优化控制方法来更新控制输入从而不断改进实际效益值，仿真验证了其有效性。关键词：药物提取；过程机理模型；过程优化；多次提取一II—万方数据东北大学硕士学位

7、论文AbstractResearchonOptimizingControlforDrugExtractionProductionProcessAbstractDrugproductionisallimportantpartofnationaleconomy,舔animportantpartofdrugproductiveprocess，thedrugextractingproductiveprocessowrlsalotofproblemssuchasthelowerlevelofindustrialautomation，serious

8、energyconsumption．Onthepremiseofguarante．equality,theresearchonextractingproductiveprocessmodelingandop