[發明專利]一種基于交叉評估的多變量DMC系統模型失配通道定位方法

有效

• 申請號: 201810351386.9
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108549228B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 李麗娟;宋健全;葉景
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

針對多變量DMC系統中無法確定失配子模型位置的問題，本發明公開了一種基于交叉評估的多變量DMC系統模型失配通道定位方法，包括步驟：S101：針對每個輸出，采用模型性能指標(MQI)進行橫向通道定位；S102：針對每個輸入，采用偏相關性分析方法(IDPR)進行失配模型的縱向通道定位；S103：將S101與S102得到的結果結合交叉評估，實現失配模型位置的精確定位。本發明診斷指標容易得到，對失配模型定位精確。

技術領域

本發明涉及化工過程預測控制系統中失配模型位置診斷，屬于預測控制系統性能評估領域。

背景技術

預測控制技術在化工過程先進控制中具有廣泛的應用，工業預測控制系統運行一段時間后會出現性能下降需要維護的情況，先進控制系統性能維護需要耗費大量的人力和財力，有時甚至需要停車維護。對預測控制系統性能進行評估能夠給出是否需要維護以及具體維護位置的指導結論，可以節省巨額維護費用，因此預測控制系統性能評估具有重要的研究價值。

預測控制系統性能下降的重要原因之一就是由于設備特性改變、催化劑老化等原因導致的預測模型失配。如何利用工業運行數據評估模型是否存在失配，并針對多變量系統定位到精確失配位置對系統維護具有非常重要的意義。文獻中提出了各種模型性能評估的方法，利用過程變量的各種統計特性對模型失配情況進行診斷，給出了預測模型是否存在失配的結論。

但是，工業過程多為多輸入多輸出系統，包含多個預測模型，判斷出模型失配存在并不意味著所有的通道預測模型都發生了失配，對具體失配通道位置進行精確定位能夠幫助維護人員精準地找到需要維護的失配子模型，具有重要的應用價值。

鑒于此，本發明公開了一種基于交叉評估的多變量DMC系統預測模型失配通道定位方法，通過模型質量指標(MQI)定位出失配子模型所在的橫向通道，通過輸入變量與干擾量的綜合模型評估指標定位出失配子模型所在的縱向通道，結合縱向與橫向通道指標，交叉判斷精確定位出失配子模型位置。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種基于交叉評估的多變量DMC系統預測模型失配通道定位方法，該發明診斷指標容易得到，對失配模型定位精確。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于交叉評估的多變量DMC系統模型失配通道定位方法，包括步驟：

S101：針對每一個系統輸出計算模型性能指標，對失配模型進行橫向通道診斷；

S102：針對每個輸入，采用偏相關性分析方法計算其與加權綜合擾動之間的相關性指標，實現失配模型的縱向通道診斷；

將S101與S102得到的結果結合，失配通道橫縱向有交叉的位置即存在模型失配，從而實現失配通道的精確定位。

進一步的，所述S101具體包括步驟：

S1011：假定針對第l個輸出y_l(k)，采集系統實際閉環輸入u(k)和輸出y_l(k)，擾動輸入為e_l^o(k)，時間窗為p，M、N為設定的輸出和輸入數據長度，定義：

y_p(k)＝[y(k) y(k-1) … y(k-p)]

r_p(k)＝[r(k) r(k-1) … r(k-p)]

由計算出干擾輸入

S1012：根據DMC的預測模型系數計算相應模型預測輸出y_lm(k)，然后進一步計算模型預測誤差e_l(k)；