[發明專利]動態矩陣控制優化的分餾塔液位控制方法

有效

• 申請號: 201310567019.X
• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號: CN103605381A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 薛安克;張日東;左燕;王建中
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G05D9/00
• 分類號: G05D9/00;G05B13/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于自動化技術領域，涉及一種基于動態矩陣控制(DMC)優化的分餾塔液位比例(P)控制方法。

背景技術

隨著現代工業過程的大型化和復雜化,一些傳統的控制方法越來越難以滿足工業的實際需求。一些先進過程控制技術雖然在理論上能夠大大提高生產效率,但由于硬件、成本、實施難度等方面的原因，很難得到應用，所以目前占據主流的仍然是PID控制。目前分餾塔液位的控制通常采用比例(P)控制。動態矩陣控制作為先進控制方法的一種，對模型要求低，計算量少，處理延時的方法簡單易行，如果能將動態矩陣控制算法和P技術結合，將動態矩陣控制的性能賦給P控制，那將更加有利于生產效率的提高，同時也能夠推動先進控制的發展。

發明內容

本發明的目的是針對現有先進控制方法的應用不足之處，提供一種基于動態矩陣控制優化的分餾塔液位P控制方法，以獲得更好的實際控制性能。該方法通過結合動態矩陣控制和P控制，得到了一種帶有動態矩陣控制性能的P控制方法。該方法不僅繼承了動態矩陣控制的優良性能，同時形式簡單并能滿足實際工業過程的需要。

本發明方法首先基于分餾塔液位對象的階躍響應數據建立分餾塔液位對象的模型，挖掘出基本的對象特性；然后依據動態矩陣控制的特性去整定相應P控制器的參數；最后對分餾塔液位對象實施P控制。

本發明的技術方案是通過數據采集、建立動態矩陣、建立預測模型、預測機理、優化等手段，確立了一種基于動態矩陣控制優化的P控制方法，利用該方法可有效提高控制的精度與穩定性。

本發明方法的步驟包括：

步驟(1).通過過程對象的實時階躍響應數據建立被控對象的模型，具體方法是：

a.給被控對象一個階躍輸入信號，記錄被控對象的階躍響應曲線。

b.將a步驟得到的階躍響應曲線進行濾波處理，然后擬合成一條光滑曲線，記錄光滑曲線上每個采樣時刻對應的階躍響應數據，第一個采樣時刻為T_s，相鄰兩個采樣時刻間隔的時間為T_s，采樣時刻順序為T_s、2T_s、3T_s……；被控對象的階躍響應將在某一個時刻t_N＝NT后趨于平穩，當a_i(i＞N)與a_N的誤差和測量誤差有相同的數量級時，即可認為a_N近似等于階躍響應的穩態值。建立對象的模型向量a：

a＝[a₁,a₂,…a_N]^Τ

其中Τ為矩陣的轉置符號，N為建模時域。

步驟(2).設計被控對象的P控制器，具體方法是：

a.利用上面獲得的模型向量a建立被控對象的動態矩陣，其形式如下：