间歇结晶过程是食品、化工、医药等行业的关键操作流程之一,特别是在小规模高附加值化学品的生产中。结晶过程的操作不仅影响晶体质量,而且还会影响后续工序操作。间歇结晶过程目前的挑战是提高产品质量和批次间晶体质量一致性,满足人们对高质量化学、药物等产品的需求。间歇结晶过程的优化控制研究,对于提高晶体产量、质量具有重要的应用价值。针对间歇结晶过程的优化控制问题,本文建立了降温、溶析结晶结合的间歇结晶过程模型,提出了粒度分布优化控制、批次一致性优化控制的方法。本文的具体研究工作如下。首先,构建了降温、溶析结晶结合的γ-氨基丁酸间歇结晶过程模型,确定了操作变量与系统状态、晶体质量的关系,对间歇结晶过程实现了精确模拟。采用序列二次规划算法优化求解间歇结晶过程单目标优化模型,仿真结果表明,晶种添加间歇结晶过程晶体质量显著优于非晶种添加间歇结晶过程。运用多目标粒子群优化算法求得间歇结晶过程多目标优化问题的帕累托最优解,解决了粒度分布多个目标相互矛盾的问题,在晶体平均粒径长度以及粒度分布离散程度方面实现折中处理。最后,采用非线性滚动时域状态估计方法调整模型参数,精确地估计了系统状态,并结合基于终点特性的非线性模型预测控制方法,解决了系统干扰、模型失配等问题,降低了晶体质量终点偏差,提高了间歇结晶过程批次一致性。