[發明專利]存儲器、加熱爐出口溫度控制方法、裝置和設備

在審

• 申請號: 201911040806.2
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN112748660A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 高峰;贠瑩;金平;劉偉;韓天竹
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司大連石油化工研究院
• 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

本發明公開了存儲器、加熱爐出口溫度控制方法、裝置和設備，其中所述非線性預測控制方法包括：預設非線性預測控制器的設定值；通過模型辨識構建非線性控制系統的對象模型組；生成所述對象模型組的動態方程，并根據所述動態方程計算所述對象模型組的擾動特性；分別獲取所述非線性控制系統當前時刻的實際輸出測量值和狀態估計值；通過擴展卡爾曼濾波器計算出非線性控制系統下一時刻的最優狀態估計值；將所述對象模型組的動態方程的最優狀態估計值代入所述非線性控制系統的非線性預測控制算法得到最優解；所述最優解用于所述對象模型組的輸入。本發明可以實現對加熱爐出口溫度實施有效的控制，減少控制失效現象。

技術領域

本發明涉及過程控制領域，特別涉及存儲器、加熱爐出口溫度控制方法、裝置和設備。

背景技術

現有技術中，加熱爐出口溫度控制系統可以通過調節燃料氣流量調節閥的開度，來保持穩定的出口溫度，以避免造成生產事故。傳統的串級控制中采用PID控制器，根據過程當前和過去的輸出測量值和設定值的偏差來確定當前的控制輸入。

發明人經過研究發現，現有技術中至少存在以下缺陷：

燃料氣流量與加熱爐出口溫度構成的串級控制系統所受擾動因素復雜、控制要求非常高，導致現有裝置中加熱爐出口溫度波動較大，無法達到理想的控制效果。

發明內容

本發明的主要目的在于實現對加熱爐出口溫度實施有效的控制，達到控制指標。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

本發明公開了一種加熱爐出口溫度控制方法，包括：

S11、預設非線性控制系統中非線性預測控制器的設定值；所述設定值包括加熱爐出口溫度的合理區間；

S12、通過模型辨識構建包括有PID子對象模型、執行器子對象模型、第一被控對象子對象模型和第二被控對象子對象模的對象模型組；所述執行器子對象模型用于描述調節燃料氣流量調節閥開度；所述第一被控對象子對象模型用于描述加熱爐出口溫度；所述第二被控對象子對象模型用于描述燃料氣流量；所述對象模型組以狀態空間模型的形式表達；

S13、生成所述對象模型組的動態方程，并將模型參數的變化等效為擾動，根據所述動態方程計算所述對象模型組的擾動特性；所述擾動包括燃料氣閥前壓力；

S14、分別獲取所述非線性控制系統當前時刻的實際輸出測量值和狀態估計值；所述狀態估計值的獲取方法包括：在所述當前時刻的前一時刻以作用到對象模型組的輸入為參數，根據所述動態方程及其擾動特性所計算生成用于估計所述非線性控制系統當前時刻狀態的狀態估計值；

S15、通過擴展卡爾曼濾波器，根據所述實際輸出測量值和所述狀態估計值，以遞推的方式來計算出所述非線性控制系統下一時刻的最優狀態估計值；

S16、將所述對象模型組的動態方程的最優狀態估計值代入所述非線性控制系統的非線性預測控制算法得到所述燃料氣流量調節閥開度的最優解；所述最優解用于所述對象模型組的輸入。

優選的，在本發明中，所述擾動還包括：

燃料氣的組分、被加熱物料入口流量和溫度中的一種及其任意組合。

優選的，在本發明中，所述用于描述對象模型組的數學模型，包括：

n維向量非線性函數：X_k＝f[X_k-1，u_k-1，k-1，p_k-1]，以及，

m維向量非線性函數：

其中，X_k表示非線性函數的狀態變量，u_k表示非線性函數的輸入變量，p_k表示非線性函數的模型參數變量，Z_k表示非線性函數的輸出變量。