[發(fā)明專利]一種煉油工業(yè)過程的部分解耦非最小化模型預(yù)測控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110454456.1
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN102520617A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張日東;薛安克;陳云;楊成忠;彭冬亮
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

1.一種煉油工業(yè)過程的部分解耦非最小化模型預(yù)測控制方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

(1)利用煉油工業(yè)過程模型建立部分解耦狀態(tài)空間模型，具體方法是：

首先采集煉油工業(yè)過程的輸入輸出數(shù)據(jù)，利用該數(shù)據(jù)建立輸入輸出模型如下：

其中、、為三個變量，分別是：

，

,,,,,,,表示過程的多項式方程，分別為輸入、輸出數(shù)據(jù)，所述的輸入輸出數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)采集器中存儲的數(shù)據(jù)；

進(jìn)一步將上述方程通過克萊姆方程處理為

其中，是的行列式數(shù)值，是將的第列替換成獲得的行列式數(shù)值；

將上述過程模型展開得到：

其中，是得到的模型階次，和為對角矩陣，

,?

，

???????????????????????????

將過程模型通過后移算子處理成過程的狀態(tài)空間表示方式：

其中，?、分別是第時刻的變量值，

，為取轉(zhuǎn)置符號；

為一單位矩陣；

定義一過程期望輸出為，并且輸出誤差為：

?進(jìn)一步得到第時刻的輸出誤差為：

其中，為第時刻的過程期望輸出；

?????最后定義一個新的復(fù)合狀態(tài)變量：

??將上述處理過程綜合為一個部分解耦的過程模型：

其中，為第時刻的復(fù)合狀態(tài)變量，并且

(2)基于該部分解耦狀態(tài)空間模型設(shè)計預(yù)測控制器，具體方法是：

a.定義該預(yù)測函數(shù)控制器的目標(biāo)函數(shù)為：

其中，是預(yù)測步長，是預(yù)測步長，、是加權(quán)矩陣，，分別為第時刻的復(fù)合變量和輸入變量；

b.定義控制變量的作用范圍為

c.計算控制器的參數(shù)，具體是：

首先定義

然后依據(jù)下式計算控制向量：

其中，，是依據(jù)控制要求設(shè)定的兩個矩陣，是依據(jù)過程期望輸出設(shè)定的輸出向量。