Physics-informed machine learning for MPC: Application to a batch crystallization process

模型预测控制 过程(计算) 机器学习 结晶 成核 控制器(灌溉) 人工神经网络 计算机科学 人工智能 人口 控制工程 开环控制器 控制理论(社会学) 控制(管理) 工程类 物理 闭环 人口学 社会学 农学 操作系统 热力学 生物 化学工程
作者
Guoquan Wu,Wallace Tan Gian Yion,Khoa Le Nguyen Quang Dang,Zhe Wu
出处
期刊:Chemical Engineering Research & Design [Elsevier BV]
卷期号:192: 556-569 被引量:66
标识
DOI:10.1016/j.cherd.2023.02.048
摘要

This work presents a framework for developing physics-informed recurrent neural network (PIRNN) models and PIRNN-based predictive control schemes for batch crystallization processes. The population balance model of the aspirin crystallization process is first developed to describe the formation of crystals through nucleation and growth. Then, the PIRNN modeling scheme is introduced to integrate observational data and mechanistic models for the development of machine learning models. Additionally, the physical constraints on process states are embedded in the machine learning models to prevent physically unreasonable predictions. Subsequently, the PIRNN model that captures the dynamic behavior of the batch crystallization process is utilized in the design of model predictive controller that optimizes the operation of the crystallizer. Through open-loop and closed-loop simulations, it is demonstrated that the PIRNN models using less training data achieve prediction accuracy and closed-loop performance comparable to the purely data-driven model.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
yeqiu发布了新的文献求助10
1秒前
共享精神应助合适的咖啡采纳,获得10
2秒前
爱是无限大完成签到,获得积分0
3秒前
wuwuwu完成签到,获得积分10
3秒前
weixia应助Buymoonn采纳,获得10
4秒前
柚C美式发布了新的文献求助10
6秒前
BigTong发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
舒适的黑裤完成签到,获得积分10
10秒前
奥特曼完成签到,获得积分20
12秒前
游戏人间完成签到 ,获得积分10
12秒前
向晚发布了新的文献求助30
12秒前
Orange应助甜橙采纳,获得20
14秒前
16秒前
Akim应助聪明萝莉采纳,获得10
17秒前
做好人难完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
19秒前
19秒前
lm发布了新的文献求助10
23秒前
mustard_sd完成签到,获得积分10
25秒前
大个应助奥特曼采纳,获得10
25秒前
26秒前
27秒前
哈哈客发布了新的文献求助10
29秒前
30秒前
核桃应助科研通管家采纳,获得20
31秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
今后应助BigTong采纳,获得10
31秒前
31秒前
念念应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
31秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
31秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Radical Reactions 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7367675
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8975727
关于积分的说明 19082856
捐赠科研通 7011392
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3224584
关于科研通互助平台的介绍 2387969
邀请新用户注册赠送积分活动 2205152