一种水针剂灌装压力扰动识别补偿方法与流程

本发明涉及压力扰动识别控制，尤其涉及一种水针剂灌装压力扰动识别补偿方法。

背景技术：

1、水针剂灌装装量控制是液体针剂无菌生产过程中的重要技术环节，直接影响成品装量一致性、批次稳定性以及后续质量检测结果。在实际连续灌装过程中，储液罐内液位会随着药液消耗而持续下降，进而引起供液压力基线发生缓慢迁移，使蠕动泵在相同转速、相同转动时间或相同控制脉冲下的实际灌出量并不完全一致。

2、然而，现有灌后称重方式只能在灌装完成后滞后反映装量偏差，难以识别该偏差究竟来源于液位下降引起的压力趋势迁移、单周期瞬时扰动，还是相邻灌装周期之间未完全恢复的压力残留状态；若直接根据上一瓶称重结果修正下一瓶蠕动泵参数，容易将偶发扰动误作为持续趋势补偿，从而造成欠补偿、过补偿甚至连续装量漂移。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种水针剂灌装压力扰动识别补偿方法、系统及存储介质，通过采集并解构连续灌装周期供液压力时间序列生成三类压力扰动特征量，根据灌装重量偏差与三类压力扰动特征量的交叉验证结果辨识偏差来源，得到下一灌装周期的综合灌装控制量，在执行综合灌装控制量前判断供液管路流体动力学状态，根据判断结果重建供液管路起始压力状态或执行分段式蠕动泵灌装控制，并在灌装完成后执行闭环参数更新，达到降低欠补偿、过补偿和连续装量漂移风险，提高连续灌装装量一致性的效果。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种水针剂灌装压力扰动识别补偿方法，由控制装置执行，包括：

4、采集并解构连续灌装周期供液压力时间序列，根据连续灌装周期供液压力时间序列生成三类压力扰动特征量；

5、计算灌装周期的灌装重量偏差，并将灌装重量偏差与三类压力扰动特征量进行交叉验证，确定偏差来源辨识结果；

6、根据偏差来源辨识结果得到下一灌装周期的综合灌装控制量；

7、在执行综合灌装控制量前判断供液管路流体动力学状态；不满足灌装启动条件时重建供液管路起始压力状态；满足灌装启动条件时根据综合灌装控制量执行分段式蠕动泵灌装控制；灌装完成后执行闭环参数更新。

8、优选地，生成三类压力扰动特征量，包括：

9、按照蠕动泵启停时序划分连续灌装周期供液压力时间序列，先得到灌装前静置段供液压力时间序列，再得到灌装执行段供液压力时间序列，最后得到灌装后恢复段供液压力时间序列；

10、先根据灌装前静置段供液压力时间序列生成供液压力基线迁移量，再根据灌装执行段供液压力时间序列生成周期内扰动幅值，最后结合相邻灌装周期的灌装后恢复段供液压力时间序列，根据下一灌装周期的灌装前静置段供液压力时间序列生成周期间残留验证量；

11、将三个生成结果作为三类压力扰动特征量。

12、优选地，生成供液压力基线迁移量，包括：

13、计算灌装前静置段供液压力时间序列的压力中位数；

14、根据各采样点压力值相对压力中位数的绝对偏差，取全部绝对偏差的中位数作为压力波动尺度；

15、剔除绝对偏差超过压力波动尺度三倍的异常采样点压力值，再对剩余采样点压力值求平均，得到当前灌装周期的供液压力基线值；

16、将当前灌装周期的供液压力基线值减去前一灌装周期的供液压力基线值，得到供液压力基线迁移量。

17、优选地，交叉验证包括：

18、根据连续灌装周期的灌装重量偏差生成历史灌装重量偏差序列；

19、对历史灌装重量偏差序列执行移动平均，得到灌装重量偏差长期趋势序列；

20、对历史灌装重量偏差序列执行一阶差分，得到灌装重量偏差一阶差分序列；

21、将灌装重量偏差长期趋势序列同灌装重量偏差一阶差分序列用于交叉验证，得到三类来源检验结果；

22、根据三类来源检验结果确定偏差来源辨识结果。

23、优选地，得到三类来源检验结果，包括：

24、从三类压力扰动特征量读取供液压力基线迁移量时间序列，计算供液压力基线迁移量时间序列相对灌装重量偏差长期趋势序列的互相关，得到供液压力基线迁移检验结果；

25、读取周期内扰动幅值时间序列，检验周期内扰动幅值时间序列相对灌装重量偏差一阶差分序列的事件同步性，按照周期内扰动方向标记核对偏差方向，得到周期内扰动检验结果；

26、读取周期间残留验证量，根据周期间残留验证量相对受影响灌装周期的灌装重量偏差执行逐周期映射验证，得到周期间残留检验结果。

27、优选地，根据三类来源检验结果确定偏差来源辨识结果，包括：

28、将三类来源检验结果连同三类压力扰动特征量输入偏差来源概率辨识模型，得到每类偏差来源的贡献度概率；

29、比较贡献度概率，确定最大贡献度概率对应的主导偏差来源；

30、将主导偏差来源连同贡献度概率写入偏差来源辨识结果。

31、优选地，根据偏差来源辨识结果得到下一灌装周期的综合灌装控制量，包括：

32、读取偏差来源辨识结果中的供液压力基线迁移贡献度概率，生成供液压力基线迁移自适应补偿向量；

33、读取偏差来源辨识结果中的周期内扰动贡献度概率，生成周期内扰动隔离补偿向量；

34、读取偏差来源辨识结果中的周期间残留贡献度概率，生成周期间残留解耦补偿向量；

35、将未达到对应补偿触发条件的补偿向量置零；

36、根据三个补偿向量得到综合灌装控制量。

37、优选地，根据三个补偿向量得到综合灌装控制量，包括：

38、读取偏差来源辨识结果中每个偏差来源的贡献度概率；

39、将每个补偿向量转换至基准灌装控制量的控制维度；

40、以对应的贡献度概率作为融合权重，将转换后的补偿向量加权叠加至基准灌装控制量，得到综合灌装控制量；

41、按照补偿饱和阈值限制综合灌装控制量相对基准灌装控制量的调整幅度，输出下一灌装周期的综合灌装控制量。

42、优选地，判断并重建供液管路流体动力学状态，包括：

43、在下一灌装周期开始前，仅在灌装前静置段供液压力均值处于允许起始压力区间内且灌装前静置段供液压力时间序列的标准差小于压力稳定性阈值且压力回弹时间常数相对标准时间常数的偏离比例不超过时间常数偏离阈值时，判定供液管路流体动力学状态满足灌装启动条件，否则判定供液管路流体动力学状态不满足灌装启动条件；

44、供液管路流体动力学状态不满足灌装启动条件时，执行供液管路起始压力状态重建；供液管路流体动力学状态满足灌装启动条件时，根据综合灌装控制量执行分段式蠕动泵灌装控制；

45、分段式蠕动泵灌装控制完成后，根据下一灌装周期的灌装重量偏差执行闭环参数更新。

46、优选地，执行分段式蠕动泵灌装控制，包括：

47、将蠕动泵启动后供液压力上升曲线斜率降至稳态判定斜率阈值前的区间确定为灌装启动段；

48、将灌装启动段结束后蠕动泵减速指令发出前的区间确定为灌装稳态段；

49、将蠕动泵减速指令发出后至蠕动泵停止的区间确定为灌装结束段；

50、根据综合灌装控制量控制蠕动泵在灌装启动段启动，再在灌装稳态段运行，最后在灌装结束段停止。