專利名稱：：用于控制多組分混合物，尤其是具有預混合死體積的混合物的制備的方法和設備的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及用于控制多組分混合物，尤其是具有預混合死體積(deadvolume)的混合物的制備的方法和i更備。更具體地，本發(fā)明應用于在線(inline)自動調(diào)節(jié)多組分混合物(如，例如石油產(chǎn)品混合物)，其中所制備的混合物遵守一系列規(guī)范或者重要的參量。在這些應用中，混合物中包含的每種產(chǎn)品對最終獲得的混合物的特性或者參量集合產(chǎn)生作用。特別地，本發(fā)明應用至其中各種組分的特性或者參量未知或者在混合物的制備期間可能變化的混合物的制備。特別地，石油產(chǎn)品的混合物具有這些方面，但本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可以應用于如水泥、油漆等等產(chǎn)品的混合物。在所有情況中，目的是獲得具有預先定義的狀態(tài)或者預先定義的構(gòu)成(constitutional)參量的混合物。這些參量與要獲得的混合物的理化特性相關。例如，在石油產(chǎn)品混合物的情況中，這些參量可以是混合物的含硫量、其辛烷值等等。對于水泥混合物，例如，參量將是石灰含量、硅石比、鋁鐵比等等。
背景技術：
：現(xiàn)有技術中已知的方法和設備使得其可能在線或者以閉環(huán)模式制備混合物，也就是說具有基于使用位于混合設備(混合器)下游的測量儀(在線分析器)實時地、連續(xù)地或者周期性地測量的信息的反饋。這些方法和設備通常應用至來自中間產(chǎn)物容器的組分流。典型的反饋程序使用目標設定值與測量值之間的偏差。這是輸出返回反饋程序。另一種典型的反饋程序包含通過對它們增加項(term)來校正對混合物的特性或者參量的預測，所述項是測量值與未被校正的預測之間的差別的一階濾波(first-orderfiltering)的結(jié)果。這些典型的反饋程序具有應用在由混合器輸出的混合物上而不是位于混合器上游的組分特性上的缺陷。所使用的調(diào)節(jié)通常考慮要被制備的混合物的質(zhì)量上的約束條件，以及與組分進料通道(channel)相關的約束條件(例如，與液壓約束條件相關的限制(諸如泵的大小)、所計算的比例上的齊性(homogeneity)約束條件，其和值在全部通道上必須等于1)。它們還允許總的混合物制備輸出流速被控制。已知設備具有混合物的各種規(guī)范是用于混合物的存儲容器中的混合物的綜合(integrated)(體積平均或累積的)特性的函數(shù)來滿足的缺點，所述存儲容器直接位于混合器下游。這是因為通常在位于混合器出口以及用于混合物的存儲容器的上游的瞬時混合物上測量混合物的特性，這些測量使得其可能獲得綜合質(zhì)量(從混合器出來或者進入容器的流)的估測，所述綜合質(zhì)量是混合物綜合模式或者容器綜合模式(隨后將給出這些模式的定義)中進行調(diào)節(jié)的目標。盡管這些綜合操作的方法和設備非常適合于傳統(tǒng)混合區(qū)域(其具有組分容器，可能具有管道(flow-off)，以及用于混合物的存儲容器)，但它們不足以用于操作組分的直接連續(xù)的上游流，以及非必需地，在不經(jīng)由存儲容器進行傳輸?shù)那闆r下已制備的混合物的直接連續(xù)的傳輸。這是因為所述方法和設備依賴于組分的質(zhì)量，其可能變化，尤其在組分的連續(xù)上游流期間。此外，在具有混合物的直接連續(xù)下游流的配置中，通過考慮存儲容器中存在的混合物體積來校正由已知設備獲得的混合物的組分比例。因而，在存儲容器中給定體積的混合物的制備期間，混合物的特性容易發(fā)生很大變化，這在混合物的直接連續(xù)傳輸?shù)那闆r中是不能被接受的。已知設備和方法的另一個缺陷是它們不能由最佳折衷解決方案來輕松地管理難以實施的情形。也就是說，當不能滿足一個或多個約束條件時，所獲得的解決方案導致如下混合物其與所要求的規(guī)范之間的偏差不能被正確地控制。傳統(tǒng)的反饋方法還不足以管理用于預混合上游組分的設備的同步，尤其是在串行和/或并行的多個預混合操作的情況中。這是因為這種預混合操作在特定組分的流動中產(chǎn)生延遲，所述特定組分需要使用大的制備邊際(manufacturingmargins)以滿足存儲容器中混合物的規(guī)范，但其導致不必要并且昂貴的過度質(zhì)量(overquality)。此外，這種同步的缺乏可能導致沖擊(振動)，導致控制部件的不適當應力，可能導致它們過早的磨損。最后，已知方法和設備通常獨立地一方面調(diào)節(jié)組分比例并且另一方面調(diào)節(jié)添加劑的注入以便按照去耦的方式調(diào)整混合物的規(guī)范。這種調(diào)節(jié)獨立性妨礙了昂貴的添加劑注入上的節(jié)省。已知方法和設備還通過考慮與液壓限制相關(混合器的上游和下游中所選擇的通道內(nèi)的泵大小)并且還與經(jīng)濟限制相關(調(diào)度約束條件)的高和低限制約束條件來控制混合器的總的輸出流速，特別是使輸出流速最大化，從而縮短制備時間，同時在對所計算的配方的適用性進行主動約束的情況中自動降低速率。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供控制混合物的制備的方法，以及相應的設備，以彌補這些缺陷。特別是，根據(jù)本發(fā)明的控制方法提供借助于動態(tài)觀測器的多變量調(diào)節(jié)反饋程序，用于實時地估測混合物的組分特性，足以保證反饋回路的效果。因而，盡管一方面組分特性中有大量的不確定性，并且另一方面對混合處理也只是部分了解，但混合物的期望特性得以保證。出于這個目的，本發(fā)明的第一個主題是控制n個組分混合物M的制備的方法，該方法使得其可能確定混合物中包含的組分的比例ii從而獲得混合物的m多個預定特性y,其值介于預定的最小和最大閾值之間和/或，它們中的m，個(其中mSn-l)基本上等于預定目標值，其特征在于，其包含如下步驟(i)在時刻t=0時(1)確定表示n個組分的m多個特性y的矩陣B，(2)從預定的最小和最大閾值和/或從預定目標值確定基準配方f，使得混合物的特性Bi7介于所述預定閾值之間和/或，它們中的m，個等于所述預定目標值，作為n維向量的^表示混合物的組成中包含的各種組分的比例，其中2X^二l，(3)將配方^應用至組分以制備混合物M;(ii)在時刻t，-t+At時(1)測量通過應用在前面時刻計算的配方而獲得的混合物M的特性y,，(2)由此推導出表示組分特性的估測的已校正矩陣》，(3)按照如下方式確定新配方u:混合物的特性》u位于所述預定閾值之間和/或，它們中的m，個等于所述預定目標值，(4)將該新配方u應用至組分；(iii)在時刻t"-t，+At時，重復在前步驟(ii)的操作(1)至(4);以及(iv)在混合物的制備期間始終重復步驟(iii)。因而，在開始時刻t-0時，例如基于由組分的制造廠商提供的或者來自實驗室測試的數(shù)據(jù)來確定矩陣B,隨后在混合物被制備時逐步更新。應當注意的是預定的最小和最大閾值，以及預定目標值可以在混合操作期間被修改。這種方法具有這樣的優(yōu)點，即更新組分特性的估測，從而使得其可能考慮整個時間過程中它們特性上的變化以便保持混合物的所期望的規(guī)范。這種新方法使得其可能找出(factorout)因為測量誤差、缺陷/污染、不完全均化或者容器的分層、或者各種組分隨時間的變異性10所引起的組分特性中的不準確度和不確定性。因而，該方法可以有利地用在具有組分的直接上游連續(xù)流的設備中。有利地，通過已制備混合物上的連續(xù)測量程序的方式測量步驟(ii)的操作(l)期間所測量的混合物特性ymes。術語"連續(xù)測量程序，，被理解為在其性質(zhì)允許時連續(xù)執(zhí)行的測量，或者移開一連串樣品并在這些樣品上所做的測量。這些在混合物剛形成時的混合物上的瞬時測量使得其可能將該方法用于以連續(xù)的方式直接傳輸混合物的設備。接著，該方法處于瞬時模式。根據(jù)本發(fā)明的方法具有這樣的優(yōu)點，即其能夠以綜合模式操作，接著測量能夠在用于保存混合物的容器中累積或者體積平均。其還可能在混合物制備期間從綜合模式切換至瞬時模式(或者相反)。例如，該切換還可以由操作員手動地執(zhí)行，從而在混合期間更改所需的調(diào)節(jié)模式。該切換還可以依次自動執(zhí)行，例如在混合結(jié)束時，當達到流動體積時，并且還可以考慮要被制備的剩余體積。這種配置特別地用于保證通過輸油管道的直接傳輸，或者在混合器與用于存儲最終產(chǎn)品的容器之間有大量在線體積的情況下保證生產(chǎn)線上全部殘留產(chǎn)品的質(zhì)量，所述用于存儲最終產(chǎn)品的容器位于遠程存儲區(qū)域中。有利地，在混合物制備期間的預定時刻，測量組分的一個或多個特性并且更新表示組分特性的矩陣B。因而，其可能通過測量組分的一個或多個特性來更新，而不需要重新設置該方法。這使得其可能il進該組分的一個或多個特性的估測。更新的速率可以針對每個組分逐個特性地可調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，在步驟(ii)的操作(2)期間，使用如下公式確定已校正矩陣5:dBtf=-卩jHu(yj—y「)，(1)其中ii矩陣H是正定對稱矩陣，具有保證考慮測量-預測偏差的歸一化(normalization)的目的，允許組分質(zhì)量預測偏差計算；*《是A的轉(zhuǎn)置；以及*A，嚴格的正實數(shù)，是設置收斂時間的常量，允許逐個特性地區(qū)分(differentiate)估測的收斂速度。該常量A用于逐個特性地區(qū)分所述估測的收斂速度，并且特別地使得其可能考慮特定于每個特性的測量延遲的特定特征。作為A設置的示例，可以釆用等于純延遲的2至4倍的值。例如，針對諸如與IO分鐘的測量延遲相關的辛烷值的特性，p將被i殳置為20分鐘。針對諸如與40分鐘的測量延遲相關的70。C提取百分比(在線色譜分析)的特性，P可以被設置為80分鐘。為了保證這種設備收斂，將保持對稱和正定的矩陣H的各種選擇是可能的。例如，可能使用如下矩陣H，其引入了基于初始基準配方的歸一化系數(shù)O、對于找出從一個特性到另一個特性的物理比例效應以及特定于每個特性的不同變化靈敏度，通過矩陣H進行的歸一化特別重要。接著，該歸一化允許所計算的預測偏差(在已經(jīng)找出比例效應之后)被更好地調(diào)整，例如，這種調(diào)整可能相對于基準配方，與和當前配方相關聯(lián)的項成比例地被執(zhí)行。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的用于多組分混合物的制備的控制方法，其中在混合物的制備之前制備至少兩種組分的至少一個預混合，其特征在于，在步驟(ii)的操作(3)期間確定的配方u考慮由于預混合區(qū)域中的設備中存在的死體積而導致的延遲。這種同步使得其可能改進混合物的制備并且滿足混合物的特性設定值。它還使得可能降低制備邊際，并且因而更精確地控制組分流，以及防止過度質(zhì)量。最后，組分流的這種更精確的控制限制了沖擊，并且從而限制了設備控制部件的不適當應力。這種同步還提供了混合器的總的輸出流速的變化上的更大的穩(wěn)健性。更具體地，在步驟(ii)的操作(2)期間，使用下列公式確定矩陣》--PiHU(t)(yj(t)-yr，)，(2)其中，u(t)=(u"t)，...un(t))t，在時刻t時，配方向量考慮死體積，并且y(t)=實",(04,~是組分i的特性的向量。有利地，同步該公式中包含的命令和輸出數(shù)量以便考慮預混合延遲和測量延遲。這是因為預混合區(qū)域和分析儀導致延遲。根據(jù)所測量的特性，分析儀延遲可以被當作常量或者變量，這取決于所測量的值?？紤]到將會由分析儀提供的相應測量在當前因為分析延遲(其包括采樣回路中的延遲和分析儀延遲)而不可用，為了補償這些延遲，根據(jù)本發(fā)明的方法使用同步設備，其預測特性的未來值(基于組分特點和所計算的上一次百分比)。例如，在可變測量延遲的情況中，使用將給定操作間隔與多個延遲值關聯(lián)的查找表然后獲得分段的常數(shù)時延譜，當操作范圍改變時，延遲級別自動變化。接著，該延遲級別導致預測與測量的新的同步。有利地，在根據(jù)本發(fā)明的控制方法中，通過包含如下步驟的優(yōu)化程序來確定在步驟(ii)的操作(3)期間所確定的配方u:(a)-全部調(diào)節(jié)問題PO的解的確定，該解包括考慮組分比例上的約束條件和混合物特性上的約束條件的已優(yōu)化配方u，-如果全部調(diào)節(jié)問題PO可解，則應用配方u-PO的解；(b)-如果全部調(diào)節(jié)問題P0不可解，則確定最小調(diào)節(jié)問題P1被解的配方u，其僅僅考慮被定義為優(yōu)先約束條件的問題PO上的約束13條件；該問題P1包括一連串正?？尚械膬?yōu)化問題，其標準在于對違反所述優(yōu)先約束條件的處罰，從而針對這些優(yōu)先約束條件定義可達到的新值；(c)-如果最小調(diào)節(jié)問題Pl可解，確定調(diào)節(jié)問題P2被解的配方u，其考慮問題P0的優(yōu)先約束條件的所述可達到新值以及問題P0的非優(yōu)先約束條件；該問題P2包含優(yōu)化問題，其標準在于對違反所述非優(yōu)先約束條件的處罰，從而針對這些非優(yōu)先約束條件定義可達到的新值，-如果最小調(diào)節(jié)問題Pl不可解，應用當前配方u(也就是說，在步驟(ii)的優(yōu)化之前應用的配方)；(d)""如果調(diào)節(jié)問題P2可解，確定調(diào)節(jié)問題P3被解的配方u，其考慮在步驟(b)獲得的問題P0的優(yōu)先約束條件的所述可達到新值、在步驟(c)獲得的非優(yōu)先約束條件的所述可達到新值以及沒有由問題P1和P2處理的問題P0的所有其它非優(yōu)先約束條件；該問題P3包括一連串正常可行的優(yōu)化問題，其標準在于對違反所述其它非優(yōu)先約束條件的處罰，從而針對這些其它非優(yōu)先約束條件定義可達到的新值，-如果調(diào)節(jié)問題P2不可解，則應用由問題P1獲得的配方；以及(e)如果調(diào)節(jié)問題P3可解，則所應用的配方是問題P3的解，否則配方是問題P2的解。優(yōu)化序列(a)至(e)保證了優(yōu)先級的優(yōu)化管理，使得其可能通過分解它們來處理難以實施的問題，從而獲得一系列可行的約束條件。這些優(yōu)化序列具有這樣的新穎性，即如果全部問題難以實施則尋求最小問題的解，逐步地增加約束條件的數(shù)目，而不是象傳統(tǒng)優(yōu)化序列中一樣逐步減少約束條件的數(shù)目。依此方法，可能獲得總是最好地滿足被定義為優(yōu)先約束條件的約束條件的配方u。有利地，由問題P2處理的非優(yōu)先約束條件與基準相關并且被稱為與固定的設定值調(diào)節(jié)等式對應的"調(diào)節(jié)"約束條件。有利地，如下所述，步驟(b)和(d)自身是能夠分為多個步驟的優(yōu)化序列。步驟(b)優(yōu)選地包含步驟(bj)，其中連續(xù)處理降序排列的硬(優(yōu)先)約束條件。在每個步驟(bi)期間，目的是找到提供相同等級i的全部硬約束條件的值的最佳張馳(relaxation)，其成為可達到的約束條件，考慮基料比例上的優(yōu)先約束條件和等級j>i的混合物的特性上的可達到約束條件，非必需地在當前步驟bi之前的步驟bj被張馳。步驟(d)優(yōu)選地包含步驟(dj)，其中連續(xù)處理降序排列的軟(非優(yōu)先)約束條件。在每個步驟(di)期間，目的是找到提供相同等級i的全部軟約束條件的值的最佳張馳，其成為可達到的約束條件，考慮基料比例上的優(yōu)先約束條件、硬等級的混合物的特性上的可達到約束條件(非必需地在步驟(bi)被張馳)、在步驟(c)中計算的目標調(diào)節(jié)的特性上根據(jù)調(diào)節(jié)目標的可達到約束條件、以及最后非必需地在當前步驟dj之前的步驟dj被張馳的等級j>i的特性上的可達到軟約束條件。有利地，優(yōu)化序列可以包括附加步驟，其間，如果在前調(diào)節(jié)問題P3可解，考慮在步驟(b)、(c)和(d)期間確定的所述可達到新值來確定調(diào)節(jié)問題PO被解的配方u。因而，其可能保證所計算的配方的優(yōu)化方向，例如，通過按等級排列的方式最大化或者最小化特定組分，或者通過在足夠的自由度可用時立即最小化要被計算的配方與初始基準配方之間的偏差。在某些情況中，盡管初始全部問題難以實施，但該附加步驟使得其仍然可能獲得與所有部分分解的初始約束條件有關的配方的最佳方向。有利地，解問題Pl所考慮的優(yōu)先約束條件是組分比例上的約束條件和混合物特性上的約束條件。組分比例上的約束條件特別地包括組分比例上的簡單限制和組分比例之和上的約束條件?；旌衔锾匦陨系膬?yōu)先約束條件非必需地在Pl的在前反復期間被張馳。期望的解是考慮混合物特性上的非必需地被張弛的優(yōu)先約束條件的配方u。如果該方法旨在用于制備n個組分和添加劑的混合物的設備，對于添加劑對其有影響的混合物特性j，控制模式根據(jù)如下公式考慮在步驟(ii)的操作(2)和(3)期間添加的添加劑的作用d:力=A.w+d。本發(fā)明還涉及制備和控制多組分混合物的設備，其包含用于傳輸要被混合的組分至主通道的傳輸通道，所述主通道連接至接收混合物的場所，用于控制每個傳輸通道中組分的流速的裝置，用于在主通道中連續(xù)測量被制備的混合物的代表性參量的裝置，以及用于計算混合物中包含的各種組分的比例的裝置，其特征在于，它包括連接至計算裝置的估測裝置，所述估測裝置包含通過使用由測量裝置所測量的混合物特性的測量值來產(chǎn)生組分特性的估測的已編程裝置，計算裝置包含通過該估測的方式計算混合物中包含的各種組分的比例的已編程裝置，從而獲得具有預定特性的混合物。通過"連續(xù)測量裝置"被理解為能夠?qū)崿F(xiàn)如上所定義的持續(xù)測量過程的裝置。優(yōu)選地，該設備的估測裝置包含執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟(i)和(ii)的操作(1)和(2)的已編程裝置。有利地，估測裝置包含已編程同步裝置，其考慮預混合混合物的至少兩種組分的區(qū)域中的死體積所導致的延遲。作為變化，估測裝置包含已編程同步裝置，其考慮各級中的死體積所導致的延遲，至少一級包括預混合混合物的至少兩種組分的一個或多個區(qū)域。換言之，級位于無論混合與否的組分流入與無論混合與否的組分流出之間，并且包括至少兩種流入組分的至少一個預混合(這些組分中的每一個自身可能是組分的混合物)，傳輸這些組分的預混合作為輸出。優(yōu)選地，這些同步裝置被編程以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟(ii)的操作(2)的等式(2)以制備組分的混合物，其中在混合物被制造前生成至少兩種組分的至少一個預混合。有利地，所述設備包括連接至計算裝置和混合物目標存儲裝置的優(yōu)化器，優(yōu)化器包括優(yōu)化組分比例的配方u的已編程裝置，并且由計算裝置確定的所述配方與存儲在所述存儲裝置中的混合物目標相關。優(yōu)選地，優(yōu)化器接著包括用于實現(xiàn)上述制備方法的優(yōu)化程序的已編程裝置。有利地，所述設備包括經(jīng)由傳輸通道連接至主通道的至少一個添加劑容器，位于混合組分的區(qū)域的下游，用于控制與容器相關聯(lián)的在傳輸通道中提供的添加劑流速的裝置，以及連接至所述控制裝置、優(yōu)化器和混合物目標存儲裝置的添加劑注入控制器，添加劑注入控制器能夠考慮混合物目標存儲裝置所提供的目標，針對添加劑對其有影響的混合物特性j優(yōu)化添加劑的比例，從而調(diào)節(jié)混合物的所述相應特性j?，F(xiàn)在，將通過示例的方式以及參考所附的非限制性的附圖來描述本發(fā)明，附圖中-圖l是根據(jù)本發(fā)明的用于制備混合物產(chǎn)品的設備的示意圖；-圖—2是包含三個預混合的6種基料的混合物的局部解剖(topography)的示例；-圖3示出了優(yōu)化問題的序列的示例；-圖4示出了示例7的混合物的硫含量與時間相關的變化；-圖5示出了示例7的混合物的基料比例與時間相關的變化；-圖6a-6e示出了基料比例與時間相關的變化(圖6a)，以及示例8的汽油混合物的質(zhì)量(即RON調(diào)節(jié)(圖6b)和RVPD調(diào)節(jié)(圖6c)以及用于百分比提取(圖6d)和用于苯含量(圖6e)的區(qū)域的監(jiān)控)與時間相關的變化；-圖7a-7e表示了油氣混合物的下列參量與時間相關的變化，所述油氣混合物具有通過示例9的添加劑的注入所進行的調(diào)節(jié)圖7a:影響十六烷值的滴劑的注入分布(profile)，圖7b:影響可濾性的滴劑的注入分布，圖7c:混合物的制備中使用的基料1和3的比率，圖7d:混合物的十六烷值，17圖7e:混合物的可濾性，以及圖7f:混合物的石克含量。具體實施例方式以下將在用于制備混合物的油設備(oilplants)的情形中描述本發(fā)明，所述混合物包含多個可用基料或者組分的既定比例，從而這些基料特性的組合讓混合物具有遵守極值或者設定值的期望特性。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于控制混合物產(chǎn)品的制備的設備的圖。混合物的組分或者基料包含在容器1、2、3中，為了便于示意，其數(shù)目被限制為3種。要被混合的組分沿著傳輸通道4、5、6傳送至提供有混合器8的主通道7，主通道傳送混合物至存儲容器9。圖1中通過附圖標記IO表示的裝置用來控制每個傳輸通道中基料的流速。例如，它們是控制閥的流動調(diào)節(jié)器。分析裝置11，或者連續(xù)測量裝置用來在混合物的制備期間反復地測量混合物的代表性參量。例如，這些裝置11包括與位于主通道7中的混合器8相連接的在線分析儀。在石油產(chǎn)品混合物的情況中，例如，這些分析儀測量混合物的硫含量(硫測量)、辛烷值(辛烷發(fā)動機測試(enginetest))、十六垸值(十六烷發(fā)動機測試)等等。所述設備還包括計算混合物中包含的基料比例(配方u)的裝置12,確定基料比例配方u的優(yōu)化器14和估測裝置13，該配方將纟皮發(fā)送至控制裝置10。估測裝置13的作用是基于由分析裝置11完成的混合物特性的分析來估測基料特性，計算裝置12包含通過該估測以及這些特性的設定值或者與這些特性相關聯(lián)的約束條件的值來計算混合物中包含的各種基料比例的已編程裝置，從而獲得具有預定特性的混合物。以不一定相等(例如大約5分鐘)的預定時間間隔反復地計算要被應用的基料比例，從而允許精確地控制混合物的特性。估測裝置13包括用于執(zhí)行確定組分特性的操作的已編程裝置，所述操作形成上述的根據(jù)本發(fā)明的制備混合物的方法的一部分。優(yōu)化器14的作用是從估測的基料特性、從配方u的約束條件以及從混合物特性的約束條件來優(yōu)化基料比例配方u。從而，所優(yōu)化的配方u能夠用于操作控制裝置10。優(yōu)化器14包括執(zhí)行優(yōu)化已計算的配方的方法的已編程裝置，所述已計算的配方用于根據(jù)本發(fā)明的控制方法的估測裝置的執(zhí)行。此外，所述設備包括混合物目標存儲裝置15。該混合物目標存儲裝置包含由用戶設置的各種目標，以獲得期望的混合物。其連接至優(yōu)化器14，從而針對每個混合物傳輸期望的目標。在示例中，它們是初始基準配方、設定值類型或者特性上的高和低限制的目標、組分比例上的最小/最大約束條件、組分的最小/最大期望方向、要制備的體積和所選的調(diào)節(jié)模式(隨后將會定義的瞬時模式、綜合模式或者容器綜合模式)。根據(jù)本發(fā)明的設備還可以包括經(jīng)由傳輸通道17連接至主通道7的添加劑容器16，位于混合器8的下游。在傳輸通道17中還提供用于控制添加劑流速的裝置10。該裝置10由連接至優(yōu)化器14和混合物目標存儲裝置15的添加劑注入控制器18驅(qū)動(actuated)。添加劑注入控制器18的作用是優(yōu)化來自容器16的滴劑注入的K方，從而與由優(yōu)化器14執(zhí)行的組分l至3的配方的優(yōu)化并行地調(diào)節(jié)特定特性，獲知如下情況如果滴劑注入飽和(例如，當已經(jīng)達到用戶預先定義的消耗限制)，通過作用于組分比例而在多變量調(diào)節(jié)上發(fā)生滴劑調(diào)節(jié)特性的自動切換，這由優(yōu)化器14來控制。當然，可以設想多個添加劑容器16。根據(jù)本發(fā)明的設備可以按照兩種模式操作—祭"、浙雄f祭合淑J該控制非常適合于混合物流入隔離的最終產(chǎn)品容器(存儲容器)的情況。在此情況下，在整個容器中綜合的平均質(zhì)量被控制。接著，基料比例被控制，從而修改混合物的瞬時特性以補償在此前觀察的混合物質(zhì)量中的偏差，從而使存儲容器中包含的整個混合物的特性達到設定值，或者在約束條件范圍內(nèi)。接著，控制基料比例的動作與存儲容器中混合物的體積同時增加。在此，在"混合物綜合"模式和"容器綜合"模式之間進行區(qū)分。后一個模式在混合前考慮初始容器底部的體積和質(zhì)量，反之"混合物綜合，，模式在從混合器流入的已制備產(chǎn)品上操作，要被控制的該混合物產(chǎn)品的質(zhì)量被綜合，也就是說，從混合開始時累積或者平均。-鍵##浙控賴f鍵^^KJ該控制非常適合于混合物直接流入輸油管道、船只、火車或者卡車的情況。于是，永久地保持所述分析的瞬時值接近于設定值或在約束條件范圍內(nèi)是重要的。在此情況下，控制基料比例的動作獨立于已經(jīng)流入的混合物的體積。特性估測裝置13的操作獨立于所選的調(diào)節(jié)模式，無論瞬時的或者綜合的模式。在兩種模式中，估測裝置都瞬時地并且同步地計算特性的預測，其接著能夠被優(yōu)化器14使用。優(yōu)化器所使用的優(yōu)化程序使用隨后所解釋的調(diào)節(jié)等式，其包括瞬時模式中與期望目標直接對應的設定值，或者綜合模式中由可調(diào)整水平線(horizon)所調(diào)整的路徑上計算的基準.示例1至5描述了能夠用來實現(xiàn)本發(fā)明的公式。這些示例分別涉及下列內(nèi)容沒有預混合的反饋；具有預混合的反饋；優(yōu)化序列；綜合模式中的管理；添加劑的調(diào)節(jié)。示例1中描述的反饋考慮在線分析儀，這是調(diào)節(jié)原理的基礎。尤其是，其使用根據(jù)優(yōu)先方向(組分特性的新實驗室分析)與否來校正組分特性的機制實時地估測組分特性。該反饋在示例2中被補充，從而在多個預混合的情況下，允許并行(在同級)或者串行(在多個連續(xù)預混合級)的控制同步。這允許在實踐中獲得更穩(wěn)健的控制，因為這較少地受到測量和預測之間的任何同步缺失所導致的振蕩的影響，并且針對組分預混合情況而擴大其使用。示例1或者示例2中所描述的反饋程序被用來計算混合物特性的預測。這些預測被用作優(yōu)化序列中的約束條件等式，如示例3中所描述的那些，并且使得其可能計算用于達到針對混合物而設置的目標的適當控制。因此，示例l或者2以及示例3描述了瞬時模式中所需的鏈式處理的示例。示例4使得其可能通過修改閾值(瞬時約束條件值的張馳)以及修改基準(經(jīng)由參考路徑修改的設定值)為綜合模式中的處理提供特定補充(complement),其使用關于示例1至3所描述的瞬時模式的操作原理圖。示例5描述了通過添加劑注入的調(diào)節(jié)，其增加至示例l或2以及示例3的機制中并且其可以使用與示例4中描述的綜合模式的那些機制相似的機制。切換向基料y的調(diào)節(jié)的原理被描述，其對應于從示例5中描述的機制到示例1至3中描述的機制的路徑。示例6描述了各種配方優(yōu)化選項。在n種基料(或者組分)的混合物的情況中，使用下列符號*u，n維向量，是要被計算的配方并且i7是基準配方。配方表示混合物中包含的各種基料的比例uen并且|>,=l;*y，m維向量，表示配方u的混合物的m個已估測特性；*少r表示特性j的測量值，具有>^"-BjU,假設線性混合規(guī)律。在此，可以注意到僅僅在沒有預混合的情況中(動態(tài)或者穩(wěn)態(tài)，也就是說在瞬時或者穩(wěn)態(tài)模式中)并且如果存在預混合則在穩(wěn)態(tài)中應用等式y(tǒng)=Bu;*B是混合物的組分特性的mxn矩陣；以及》是在計算中使用的B的估測，按照y-》u的方式。位于混合器出口的混合物的當前特性y被稱為瞬時特性。它們通過在線分析儀測量。已流入產(chǎn)品的當前特性，通過z表示，被稱為綜合特性。21用于混合物的存儲容器的當前特性，通過zfb表示，被稱為容器底部綜合特性。^辦厶^r豫濕合的^:發(fā)，鍵^^^:盧的控浙該示例的目的是顯示等式(i)如何用于實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的制備和控制混合物的方法的步驟(ii)的操作(2)，使得其可能計算基料特性的估測矩陣。該示例對應于直接混合基料以制備沒有預混合的混合物的情況?；趗和測量值^r，定義用于更新也的下列動態(tài)系統(tǒng)，=-卩jHu(yj—y廠)，(1)其中矩陣H是正定對稱矩陣并且在該示例中等于巧是^的轉(zhuǎn)置，以及*A是嚴格的正實數(shù)，其可能顯示函數(shù)^(^)=|(^-^，—、^-B,)'是動態(tài)系統(tǒng)(1)的Lyapimov函數(shù)。這是因為其為正并且其與時間相關的導數(shù)為負因此，化趨向于由動態(tài)系統(tǒng)(l)設置的最大不變量，位于{使得d\j//dt=0的《}范圍內(nèi)。因而，《趨向于使得^=""的值，其等同于定義為^"=^"。然而，因為u的值由約束條件i",-i約束，其不能推斷出A和A相等。然而，當優(yōu)化問題包括約束條件6jU=yf并且當解存在時，那么逐漸yj=y』'。類似地，估測x上的不等式約束條件通過測22量值""進行關聯(lián)(respect)。因而，用于更新混合物特性的動態(tài)系統(tǒng)(1)的使用組成了反饋系統(tǒng)，其可能在輸出的情況中避免估測值和測量值之間的偏移。動態(tài)系統(tǒng)(1)使用上的變體可以在估測微分方程式中使用初始基準配方偏差項e而不是配方u項。當測量被延遲，并且延遲已知時，其足以同步量u、yj和""以使收斂特性保持有效。除了分析儀測量延遲外，所述同步可以考慮混合器上游的組分延遲。例如，如下所述，在預混合組分的情況中》見察到這種延遲。^辨2:^才資濕合的A發(fā)，該示例類似于示例1，但對應于特定基料在它們與其它基料混合以形成期望的混合物之前被預混合的情況。圖2示出了6種基料混合的局部解剖的示例?？紤]包含由1至p所表示的p個預混合操作的設備。使-Qi(t)是基料i在時刻t的體積流速，iE{l，...n};-Qn+i(t)是在時刻t通過與預混合操作i相關聯(lián)的死體積的總體積流速，ie{l，...p}(輸入流速總是等于輸出流速)；-Q(t)是在時刻t通過混合器的總體積流速，ew=te々)，,'=1-Vi是與預混合操作i相關聯(lián)的死體積；以及-bi是基料i的特性向量，"(0(和《(0分別)是在時刻t進入(以及分別退出)預混合操作j時的特性向量。通常，對于基料bi:使路徑rii與每個基料i相關聯(lián)，所述路徑由一系列化死體積定義，該基料通過所述死體積以到達混合器。該路徑是一系列不同的整數(shù)Pi，其與預混合操作的編號索引相關，EL={^^i2,...,"/7'},針對任何je(i，…，pj具有；r/e(i，...，p}。n「0，Pi=0，意味著基料i直接注入混合器中。在圖2的情況中，我們具有rd,，Pl=i，1"12={2，3}，p2=2n3={2;3}，p3=2n4=0，p4=on5={i}，p5=in6=("，p6=i。對于任何預混合操作i，我們定義其qi個輸入流速的集合ri。這是與用于編碼體積流速的索引相關的qi個不同整數(shù)的集合，r,={W，Z，...，;Kf'},針對任何jE(l，…，qi)具有^e{l，...，n+p}。在圖2的情況中，我們具有1\={5，6},qi=2r2={2，3}，q2=2r3={1，6+3}={1,9}，q3=2。對于J1i=0，特性bi包含在用于混合物特性的表達式的加權(quán)(weighted)形式Qi(t)/Q(t)bj中，所述混合物采用基料特性的線性組合的形式?，F(xiàn)在，讓我們返回至ru0的情況。對于預混合操作"/'，總流速是fi々②二2t^/込⑦。輸入特性0)通過以下公式給出"，i在該輸入中，bi中的項以如下形式出現(xiàn)作為輸出，我們具有《1(0=《0—《;(O)，純延遲《)(0通過如下等式定義:Kj=/Q"r)dr.(3)因此，bi中的項以如下形式在^;(0中出現(xiàn):秘-，)類似地，對于預混合操作^2,我們具有IW2《柳五AA____^j」柳柳即，對于\,2W中bi的項對于《2(0=《20—《2(0),bi中的項以如下形式出現(xiàn):Q^(力—，)柳-，一^ft—，))一，)一")一-柳'。我們看到在路徑rL中出現(xiàn)的延遲的組成。讓我們定義函數(shù)△i(t):tBt-5j(t),"'w、'，對于rii中的任何"/，在固定的j處的這些函數(shù)的組成定義如下金"h"—~(力—-(力))以及根據(jù)這些定義，中bj項的公式給出如下Q^(厶〖ft))仏(《1，2(《))q(厶徹)Q"厶卜2柳《A^(力)在離開最后的預混合操作"/時，對于bi中的、，我們有q《廣必r(力))^，—2(厶r1，))，'."'…'，))&r(△『w)&r工(厶r-^(力))…《'…'p<w)q<(厶!'2'…'"(力))并且，最后，在混合物中，bi系數(shù)項通過Ui(t)表示iU-卯)Q《i(厶r柳Q《廣"Af—^柳…q(厶"'"，))^(A^""，))'因此，對于n^0，W)=m,W=)，并且輸出被表達為:KO=(5)因而，對于預混合的情況，動態(tài)系統(tǒng)的等式(1)變?yōu)閐Bt;=-PjHU(t)(yj(t)-y廣(t))，(2)U(t)=(lMt)，...，仏(t))t，Ui(t)值通過等式(4)定義并且通過等式(5)定義y(t)=(y"t)，…，y"t))t。在沒有預混合的情況中使用的函數(shù)仍然是這個新動態(tài)系統(tǒng)的Lyapunov函數(shù)并且證明了》(7向BU收斂。根據(jù)本發(fā)明的控制方法在步驟(ii)的子步驟(3)期間使用優(yōu)化程序來確定配方u。該優(yōu)化程序包含上述步驟(a)至(d)。通過優(yōu)化器14實現(xiàn)優(yōu)化程序并且該優(yōu)化程序傳送已優(yōu)化的配方u至估測裝置13以確定將要應用至設備的控制裝置10的配方。下面，將參考圖3描述用來優(yōu)化配方u的優(yōu)化程序的操作的示例。符號我們考慮M={l，2，...，m}的以下子集，指定給輸出的索引的集合*R，輸出索引的子集，綜合模式中所計算的基準或者瞬時模式中的設定值被指定用于所述輸出索引的子集；*Hm，輸出索引的子集，被稱為"硬"限制的最小限制，也就是說作為優(yōu)先必須被重視的限制被指定用于所述輸出索引的子集；*HM,輸出索引的子集，硬最大限制被指定用于所述輸出索引的子集；*sm，輸出索引的子集，被稱為"軟"限制的最小限制，也就是說沒有優(yōu)先級的限制被指定用于所述輸出索引的子集；以及*SM，輸出索引的子集，軟最大限制被指定用于所述輸出索引的子集。所設想的能夠與每個輸出相關聯(lián)的最多是基準(或設定值)、最小(硬或軟)限制和最大(硬或軟)限制。因此固有地，Hmnsm=0并且HM門SM=0。此外，假定在基準和約束條件的值中考慮所估測的添加劑的影響。關于基準乂必需被考慮的等式是&是通過僅僅保留與屬于R的索引相對應的行而從i中提取的v嗜矩陣。通過引入向量yR和力'，該不等式集合被重寫為>^==>^7。這是未知的u上的約束條件。輸出上的約束條件集合給出如下27<formula>formulaseeoriginaldocumentpage28</formula>B/^是通過僅僅保留與屬于Hm的索引相關的行而從》中提取的min矩陣。通過引入向量3^和少z^，不等式的第一集合被重寫為滅凡=》^"^3^1n。這是未知的u上的約束條件。通過類似符號，'力HJ>《nUS《S嫂、S難當然，該不等式集合等于-^m"^-潔Usyg〗,max丑wS,miii,maxf似max使:=5~-cy『不等式集合最后給出如下夂U^,&W^2/『因此，根據(jù)上述符號，符號力=^"^少，用于與這些輸出相關聯(lián)的索引的任何集合P。對于索引j的單個輸出，符號僅僅是八=也"。初始優(yōu)化問題P0(全部問題)在于在仍然滿足u上的約束條件集合的同時找出最接近于基準配方f的配方u。這個問題不一定具有解。如果其不具有解，其仍然必需生成新配方，根據(jù)本發(fā)明，該新配方通過順序解多個連續(xù)的優(yōu)化問題而獲得-首先(問題Pl)，通過從最高優(yōu)先級硬約束條件向最低優(yōu)先級硬約束條件的迭代處理，查找針對輸出上的硬約束條件的可接受值；-其次(問題P2)，查找針對基準的可接受值；以及-最后(問題P3)，通過從最高優(yōu)先級軟約束條件向最低優(yōu)先級軟約束條件的迭代處理，查找針對輸出上的軟約束條件的可接受值。表l描述了優(yōu)化序列的示例。表1:優(yōu)化序列P0至P3-^P0PlP2P3配方優(yōu)化標準最小/最大分析儀軟約束條件標準硬約束條件標準一可達到約束條件可達到約束條件分析儀設定值約束條件標準一可達到基準速率/最小/最大基料約束條件約束條件約束條件約束條件通道總和=100%約束條件約束條件約束條件約束條件用作永久優(yōu)先約束條件的基料的最小值/最大值與比例的值相關，通過使用混合器的總輸出流速獲知以m3/h來表示液壓最小值/最大值。變化率(ROC)通常大約是25%。為了制備汽油類型的混合物，硬最小值通常是密度、辛烷值和提取的百分比，而硬最大值通常是硫含量、密度、蒸汽壓、揮發(fā)性、苯含量、烯經(jīng)含量和芳烴含量。而對于軟最小值和最大值是相反的，除了密度，其具有作為硬閾值的其最小值和最大值闊值。為了制備油氣類型的混合物，軟最小值通常是硫含量、密度、可29濾性和濁點，而軟最大值通常是閃點、十六烷值和提取的百分比。而對于硬最小值和最大值是相反的。為了制備燃油類型的混合物，硬最小值通常是勦度而硬最大值通常是黏度、硫含量和密度。下面詳細解釋可能使用的各種連續(xù)問題。初始問題P0初始問題PO被用在上述優(yōu)化程序的步驟(a)的執(zhí)行中。該全部調(diào)節(jié)問題P0的解包括考慮組分比例上的約束條件和混合物特性上的約束條件的已優(yōu)化配方u。該問題在于滿足配方上和輸出上的約束條件集合，以及輸出上的基準，同時從最小二乘的角度看，是距離基準配方的最小可能距離。因而，要被解的問題是*—2uuminsusumax=1Ui=1』=u^y廣。二^ysmax在此用公式表示的優(yōu)化問題，作為優(yōu)化變量，是期望被計算的配方向量u。替代方案在于提出類似優(yōu)化問題，所述類似優(yōu)化問題具有，作為優(yōu)化變量的，針對初始基準配方和組分比例的配方u之間的偏差的偏差向量。當這個問題具有解11*時，其被應用。如果不是這種情況，則連續(xù)地解下述的三個問題Pl至P3。對于這個問題PO,要被滿足的約束條件是(1)基料比例上的約束條件M.ARH。〇液壓約束條件(不等式)每個通道i可能傳送f和巧皿之間的流速。對于當前流速F，針對每個基料，其必需u'min=^~Su.Su'臓=^~1F一1一1F〇調(diào)度約束條件(不等式)它們對應于每個基料的最小和最大摻入量(其比例總和等于1)。對于瞬時模式，其導致最小約束條件^，和最大約束條件"'，。O摻入量變化約束條件(不等式)每個基料i的比例不能以多于c^f的比例向下變化以及以多余A，的比例向上變化。因而，如果在前進料的比例是Up當前命令必須大于<，min=(1-—6)并且小于wf'薩=",(1-&"。〇恒定總輸出流速等式約束條件(基料比例的總和必須等于"，(2)混合物特性上的約束條件〇與調(diào)節(jié)等式相關聯(lián)的不等式約束條件，所述調(diào)節(jié)等式表示測量值y必須滿足其設定值ysp(可能能夠通過引入容限(tolerance)而以不等式約束條件的形式用公式表示-如果沒有這些容限則需要等式約束條件類型的公式化)；〇保持測量的特性值在最小/最大范圍內(nèi)的不等式約束條件，從而滿足規(guī)范和限制過度設定。在這個問題中，期望的標準可以表達為與期望被最小化的初始配方相關的偏差，同時仍然保證已經(jīng)滿足全部上述約束條件。當問題P0不可解(考慮全部所需規(guī)范的混合不可行)時，啟動三個步驟P1、P2和P3的優(yōu)化序列。問題P1:硬約束條件的管理在上述優(yōu)化程序的步驟(b)中執(zhí)行問題P1。因而，確定最小調(diào)節(jié)問題P1被解的配方u,其僅僅考慮問題PO上被定義為優(yōu)先約束條件的約束條件。這個問題Pl包含一連串正?？尚械膬?yōu)化問題，其標準在于對違反所述優(yōu)先約束條件的處罰，從而針對這些優(yōu)先約束條件定義可達到的新值。這些標準對應于所監(jiān)控的特性上的不等式類型的按等級排列的優(yōu)先約束條件，優(yōu)選地，硬的按等級排列的約束條件按照與調(diào)節(jié)目標和沒有滿足質(zhì)量規(guī)范所包含的增加(incurring)成本有關的優(yōu)先級排列。該問題P1涉及以通過減小優(yōu)先級的迭代方式管理硬約束條件(基料比例上的約束條件和混合物特性上的優(yōu)先約束條件)。因為多個約束條件可能具有相同優(yōu)先級，通過相等優(yōu)先級的約束條件集合來完成迭代管理。與每個約束條件相關聯(lián)的是等級。按照慣例，與約束條件相關聯(lián)的等級越低，約束條件的優(yōu)先級越低。正等級與優(yōu)先約束條件相關聯(lián)，而負等級與非優(yōu)先約束條件相關聯(lián)?？紤]劃分H=&為p個全部非空子集Hj，每一個子集集合了與相同優(yōu)先級的硬約束條件的輸出對象相對應的索引。通過構(gòu)建，;7ScaW(/f)，",y^=//并且//,0/^.=0，y/W。只要i〈j，與Hj相關的約束條件具有比與Hi相關的那些約束條件更低的優(yōu)先級。還應當注意到//1;賴/:與H^目關聯(lián)的最高優(yōu)先級約束條件的處理。必須解以下問題min臺h!u+S-y『umin^u^u憩其中；是偏差可變向量(或者松弛向量)，所述；使得其可能增加優(yōu)化向量(u,;)的維度并且計算與約束條件的張馳相對應的優(yōu)化偏差。當u的初始值滿足限制以及其元素總和上的等式約束條件時，這32個問題具有解，其總是這種情況。適當時，解(U*，；*)允許優(yōu)化問題被張馳。通過；的card(H0元素；j的迭代，可達到值>^"'""被定義如下-如果；jX)，那么可達到值是約束條件的初始值；-如果；廣0，那么可達到值是》,*。在第(k+l)次迭代時，解如下問題rmnBHu+s-y廣ILA=丄BH"y『att因為對于與集合Hi至Hk相關的約束條件已經(jīng)在k個在前迭代中定義了可達到值，所以該問題總是具有解。類似于在前迭代，適當時，解(11*，；*)使得其可能張馳優(yōu)化問題。通過；的card(Hk+0元素^的迭代，以如下方式定義可達到值-如果；jX)，那么可達到值是約束條件的初始值；以及-如果；廣0，那么可達到值是》,'。當已經(jīng)在P次迭代期間解優(yōu)先級減小的約束條件的p個子組合(subassembly)時，該問題完全4皮解。因而，通過連續(xù)優(yōu)化，序列Pl用來解硬約束條件(基料比例上的約束條件和混合物特性上的正排序約束條件)。在不可行的情況中，最低優(yōu)先等級的約束條件被張馳。當其不能滿足所需的全部時，使用排序。硬約束條件與固定設定值調(diào)節(jié)目標相比具有更高權(quán)重。負等級的軟約束條件被忽視。在這個序列中仍然不進行配方優(yōu)化。問題P2:基準的管理33問題P2被包含在上述優(yōu)化程序的步驟(c)期間。因而，確定調(diào)節(jié)問題P2被解的配方u，其考慮問題PO的優(yōu)先約束條件的所述可達到新值以及問題P0的非優(yōu)先約束條件。該問題P2包含優(yōu)化問題，其標準在于對違反所述非優(yōu)先約束條件的處罰，從而針對這些非優(yōu)先約束條件定義可達到的新值。這些標準對應于固定設定值所調(diào)節(jié)的特性上的等式約束條件，優(yōu)選地，與調(diào)節(jié)目標相關的非優(yōu)先軟等級(soft-rank)約束條件，但招致過度質(zhì)量。該序列包含硬約束條件集合，具有其值在序列Pl期間可能已經(jīng)被張馳的限制。問題P2尋求盡可能地滿足調(diào)節(jié)公式，即使其在適當時需要張馳設定值為可達到設定值。這些公式全部被同時處理(這個序列P2不是迭代的)。然而，通過使用特性的相關重要性的相關權(quán)重性質(zhì)而向標準中引入加權(quán)向量，張馳的定向是可能的，從而優(yōu)先地張馳最不重要的特性。負等級的軟約束條件被忽視并且仍然不進行配方的優(yōu)化。要被解的問題是ref一戒2wmin<w<umaxmm*因為已經(jīng)在問題pi的解期間張馳了全部硬約束條件，所以該問題總是具有解u*可達到基準被計算為y〖ef'att=bru。問題P3:軟約束條件的管理問題P3被包含在上述優(yōu)化程序的步驟(d)期間。確定調(diào)節(jié)問題P3被解的配方u，其考慮在步驟(b)獲得的問題PO的優(yōu)先約束條件的所述新的可達到值、在步驟(c)獲得的非優(yōu)先約束條件的所述新的可達到值和沒有被問題PI和P2處理的問題PO的所有其它非優(yōu)先約束條件。該問題P3包含一連串正?？尚械膬?yōu)化問題，其標準在于對違反所述其它非優(yōu)先約束條件的處罰，從而針對這些其它非優(yōu)先約束條件定義可達到的新值。這些標準對應于所監(jiān)控的特性上的不等式類型的按等級排列的非優(yōu)先約束條件。該問題涉及迭代地管理軟約束條件。這包括通過優(yōu)先級減小的約束條件包的順序管理。按照類似于問題P1的方式，引入S二^US^的子集Si。迭代l:與Si相關聯(lián)的最高優(yōu)先級約束條件的處理。必須解如下問題a2mm^Slu+;—ysummSuSumax"z，Tmax,attBA，i一v歸，att適當時，解(11*，；*)使得其可能張馳優(yōu)化問題。通過；的card(SJ元素；j的迭代，可達到值《"'""被定義如下-如果；>0，那么可達到值是約束條件的初始值；-如果；j-O，那么可達到值是》,*。在第(k+l)次迭代時，解如下問題35mm<U<umaX<;>0BHuSy^戰(zhàn)'attB一"一TrR6f,att類似于在前迭代，適當時，解(u、；*)使得其可能張馳優(yōu)化問題。通過；的card(S^)元素&的迭代，以如下方式定義可達到值J^:'"":-如果；jX)，那么可達到值是約束條件的初始值；-如果；j-0，那么可達到值是》,*。當已經(jīng)全部解優(yōu)先級減小的約束條件的子集時，該問題完全被如果可能的話，該序列P3使得其可能考慮軟約束條件，這取決于它們的等級，而同時滿足(非必需地被張馳的)調(diào)節(jié)公式，所述調(diào)節(jié)公式具有基料比例上的約束條件和混合物特性上的非必需地被張馳的硬約束條件。在優(yōu)化序列中同時處理相同等級的約束條件。仍然不進行配方優(yōu)化。優(yōu)化問題的全部求解在問題P3的最后一次迭代之后完成，其解的部分11*是所計算的要應用至混合器的命令。優(yōu)選地，對于每個問題，保證不違反基料比例上的約束條件并且不違反基料比例總和上的約束條件，所述總和必須等于1。因而，一直考慮這些約束條件。圖3示出了上面定義的優(yōu)化問題P0至P3的序列。如果初始問題P0的數(shù)值求解沒有提供解，則啟動問題Pl、P2和P3的順序求解。盡管理論上這些問題總是有解，但是它們的數(shù)值求解可能失敗。根據(jù)求解失敗而應用至方法的配方如下(參見圖3):情形1:應用的配方是初始優(yōu)化問題的結(jié)果；情形2:應用的配方是實際配方；情形3:應用的配方是計算P1的結(jié)果；情形4:應用的配方是計算P2的結(jié)果；以及情形5:應用的配方是計算P3的結(jié)果。當問題P1至P3的數(shù)值求解失敗時并且在解問題P1時持續(xù)張馳硬約束條件時，激活輸出監(jiān)控。該監(jiān)控在于檢查如下內(nèi)容-與設定值V相關聯(lián)的輸出X仍然在^-^和X+^之間的范圍內(nèi)，其中^是用戶定義的容限；以及-僅僅與最小限制和/或最大限制少，相關聯(lián)的輸出沒有超過值ymin-fmin和/或_ymax+f隱，其中fmin和f腿是用戶定義的閾值。如果超過閾值，則停止用于混合物的命令。應當注意使用與初始配方u"相關的偏差e而不是直接依照變量u來編碼優(yōu)化問題。反之，特性估測裝置自身使用依照ii而不是依照偏差e的編碼來編碼，從而免除初始混合-發(fā)起測量的使用，其常常是不準確的。此外，根據(jù)本發(fā)明的依照變量u的編碼與上述根據(jù)本發(fā)明的反饋程序完全兼容。將會注意到通過考慮問題中特性的可能不同的數(shù)量級，所提出的優(yōu)化問題中包含的公式的標定(scaling)考慮(getsround)數(shù)值調(diào)節(jié)(numericalconditioning)的問題。該標定在于使用應用至各種約束條件的右側(cè)和左側(cè)的乘法比例系數(shù)(scalefactor)。該系數(shù)根據(jù)問題中的特性而調(diào)整通過使用，作為歸一化值的，組分質(zhì)量的極值(最小和最大值)的平均數(shù)來執(zhí)行該標定操作(當特性不與設定值相關聯(lián)時)。同樣，用作歸一化值的是組分質(zhì)量極值(最小和最大值)的平均數(shù)與可能的設定值之間的平均數(shù)(當特性與設定值相關聯(lián)時)。而且，歸一化還應用在優(yōu)化標準Pl、P2、P3中。使用的范數(shù)對應于對角矩陣所定義的二次型，其對角線項是所計算的比例系數(shù)的平方反比。示例4:綜合模式中的優(yōu)化a.混合物特性上的約束條件當控制模式是瞬時模式時，用戶在混合物特性上定義的約束條件是用于優(yōu)化的那些約束條件，特別是，目標是用戶直接提供的設定值。在綜合控制模式中，用戶可能考慮所計算的不是瞬時混合物特性上而是從混合物-綜合模式中的混合開始時已經(jīng)流入容器中的總體積特性以及容器—綜合模式中容器的總體積特性上的約束條件管理。這在用于優(yōu)化的瞬時約束條件的定義中留下了寬容度(latitude)。顯然，其可能采用由用戶針對與已經(jīng)流入的總體積相關聯(lián)的約束條件而定義的值，但如下面所詳細解釋的一樣，這些約束條件可以被如果通過,表示混合物特性的當前綜合值并且通過zk+1表示(k+l)次迭代時的綜合值，針對當前體積V14、當前流速Fk和已流逝時期T(或者當作流動范圍(slidinghorizon)的多個時期)，位于混合器輸出處的特性的當前值yk使得其可能連接zk至zk+1，由此Vkzk+FkTyk=(Vk+FkT)zk+1。如果用戶提供的約束條件是zmax(所描述的處理與最小約束條件情況中的類似)，在當前迭代中，必須應用下列公式k(Vk+FkT)zmax—yl^ky-jrkT該不等式的右側(cè)提供yk的最大限制，其可能與z,x完全不同，但可以用來通過選擇y"^=Z"^而避免過度限制瞬時命令。相反，當其與z,非常不相同時不期望應用該限制大于zmax+t的y隨的張馳是不被允許的，zmax是用戶應用的約束條件并且t同樣是由用戶定義的容限。b.基準的管理38在瞬時模式中，所調(diào)節(jié)的特性是混合器出口中的特性。在此情況下，在優(yōu)化期間使用的基準等于用戶定義的設定值。在容器-底部-綜合模式中，所調(diào)節(jié)的特性是混合物流入的存儲容器中的特性。用戶定義的設定值與容器中的特性相關。針對優(yōu)化，從這些設定值中計算基準。其還可能調(diào)節(jié)瞬時模式中的一些特性和綜合模式中的其它特性。-混合物存儲容器在混合開始時為空的情況(或者"混合物，，-綜合模式，以區(qū)分于"容器-綜合模式")。符號*"(t)，混合器出口處的特性j在時刻t的值；*Zj(t),流入的體積的綜合特性j的值，在此對應于混合物在時刻t的綜合特性j;*V(t)，從混合開始時已經(jīng)流入的體積，在此對應于混合物在時刻t的體積；以及*F(t),在時刻t通過混合器的總體積流速。通過簡單質(zhì)量平衡",并且^^歸)。對于時刻t。和^，其中t^t。，如果yj和F在t。和ti之間是常普，那么V(ti)-V(to)+F(to)(h-to)，并且F(to)(ti-to)yj(to)+V(to)z;j(to)-(V(t。)+F(to)(ti-to))Zj(ti)定義基準數(shù)量以計算混合器出口處的特性所必須采用的常量值r惑fyj，從而在從當前時刻t開始的時間h(用戶選擇的流動范圍)結(jié)束時，綜合特性Zj從其當前值Zj(t)變?yōu)樵O定值Z)。因而，應用如下7〉式F(t)Hyf+V(t)z』(t)=(V(t)+F(t)H)W也就是，yff=^+!(z—z.(t))JJF(t)H、J""在每次迭代，基于該公式(流動范圍)更新基準。一混合物存儲容器在混合開始時不為空的情況。必須修改路徑的計算。如果初始體積是Vo并且容器中特性j的初始值是Zj。，那么F(t)Hyff+V(t)Zj(t)+VoZj。=(V。+V(t)+F(t)H)Zjc其中V(t)是從混合開始已經(jīng)流入的體積，在此對應于混合物在時刻t的體積、。為了避免基準中的跳變，優(yōu)選地，逐步而不是單次地考慮容器底部的體積。為此，定義虛擬設定值《，從而《=z;+a——^——(z。一z)JJV(t)+F(t)H、JJ"當a等于0時，不存在容器底部。當a等于l時，考慮整個容器底部。因此，其足夠沿著預定的特定路徑完成0到1的變化以逐步地考慮容器底部。示例5:添加劑的管理少量注入的添加劑(摻雜物)對混合物的一個特性起著本質(zhì)而且強烈的作用。當不存在添加劑流速上的約束條件時，被摻雜的特性在優(yōu)化-序列多變量控制問題中可能被完全忽略。接著，在添加劑流速上作用的單變量調(diào)節(jié)器被用來調(diào)節(jié)該特性。例如，這是上述設備的添加劑注入控制器18。下面描述這種調(diào)節(jié)器的操作。應當注意下列初步說明-由摻雜物的注入所影響的特性上的效果被認為是瞬時的。然而，對于任何特性，存在測量延遲，其可能取決于測量的值。在實際情況中，將假設其可能將測量延遲與測量值聯(lián)系起來；-比較差地量化摻雜物對特性的影響。其變化與被摻雜的特性的40當前值相關。即使有些不準確并且針對被摻雜的特性所采用的每個值，將假設其可能將摻雜物流速的變化與被摻雜特性的值的變化聯(lián)系起來。所使用的模型被表達為其中*y是被摻雜特性的測量值*v是摻雜物流速；以及*k是取決于被摻雜特性的當前值的增益。將假設存在用于描述該增益的y的分段常量函數(shù)。從離散的觀點看，在迭代k時為了讓當前值為yk的輸出趨向于其基準值y，△Vk=(yref'r一y)/K(y)是充分的。然而，因為測量延遲，可用輸出在k的值不是當前值。因此，該程序必須基于計算輸出的估測值y上的命令并且通過如下公式計算命令△vk=(產(chǎn)一歹k)/K(，k)估測值j^是兩項之和一開環(huán)估測值K《(其使用〖(^))，-已濾波的偏差^^，從瞬時偏差的一階濾波所得出，與測量值和開環(huán)預測值之間的偏差同步。測量延遲(5T對應于每個測量值yk,其中T是該命令的采樣時期。將假設y的分段常量函數(shù)描述該延遲。因而，測量值yk對應于開環(huán)預測值S"5，使得其可能計算瞬時偏差^s。根據(jù)測量延遲自動設置濾波系數(shù)。針對命令，管理下列約束條件-變化為高級或者低級的注入的最大變化；-最小和最大注入。41在瞬時值調(diào)節(jié)中，其不可能輸入用戶設置的極值之外的設定值。在綜合值調(diào)節(jié)中，基準路徑(其可能包括考慮容器的底部)按照與多變量命令所使用的那些相類似的方式來計算。特別是，根據(jù)設定值所計算的瞬時基準不能脫離用戶設置的極值。在實踐中，這允許滿足所調(diào)節(jié)的特性上的設置約束條件。當摻雜物流速飽和時(當命令仍然等于預定時刻的最小或者最大值時)，其可能經(jīng)由基料切換至被摻雜特性的調(diào)節(jié)。在此情況下，摻雜流速仍然等于切換之前所采用的值。對于被摻雜的輸出，在混合開始的時刻t。和時刻t之間的摻雜物所導致的累積效果給出如下即，從離散的角度看當經(jīng)由基料切換至特性j的調(diào)節(jié)時，控制模式考慮該效果并且給y』.=Byu+d該表達式用于連續(xù)優(yōu)化和反饋系統(tǒng)的A的動態(tài)系統(tǒng)十.示例6:配方的優(yōu)化當自由度仍然處于優(yōu)化中所使用的公式的解中時，其可能通過修改配方來優(yōu)化混合物的制備，也就是說每個基料的各自比例。針對示例3中描述的優(yōu)化序列，在該示例中將描述優(yōu)化配方的各種選項。在示例3中描述的初始優(yōu)化問題P0中，其為最小化相l(xiāng)lu—UH的問題。該表達式中該基準配方^的值取決于用戶選擇的優(yōu)化模式。(a)缺少優(yōu)化^簡單地等于初始值，也就是說用戶為混合的開始而提供的配方。^"還可以被定義為"跟隨(follower)"配方，于是其值等于從混合開始的u的平均值。(b)特定基料摻入量的優(yōu)化其可能最大化或者最小化特定基料的摻入量，超過生成現(xiàn)場可用的量或者相反地幾乎沒有。在此情況下，優(yōu)先級向量7T必須與配方相關聯(lián)。該向量包括針對要被最大化的基料的正輸入和針對要被最小化的基料的負輸入。不期望最大化或者最小化摻入量的基料具有0優(yōu)先級。因而，；r二(;r!，…，;r"V并且l;^卜max^l;r」，假設為非零。通過iZ表示u的已濾波值，我們使用U==Uf+7Clf,兀'f是下述量的已濾波值<formula>formulaseeoriginaldocumentpage43</formula>該"'濾波允許逐步考慮混合期間的配方變化。(c)混合物成本的優(yōu)化成本向量纟=(《,...,1)'與u相關聯(lián)。針對每次通過(pass)，基于已濾波配方w7:c=<fz/定義配方的成本。接下來，(c:非零)向量《'定義如下—Si/、門—k<formula>formulaseeoriginaldocumentpage43</formula>因而，如果基料的成本低于當前已濾波配方的成本，則通過f-(1一),、i、/C'定義的^.為正在此情況下，需要設法摻入該基料以限制配方的成本。反之，如果基料的成本大于配方的成本，則《/為負。針對優(yōu)化，"w,+《'。U)輸出上的規(guī)范的飽和在此情況下，等于初始配方，但事實上其僅僅具有少許重要性。這是因為如果初始問題P0有解，那么啟動下面描述的迭代問題。使M=(1，2，...，m)為指定給輸出的索引集合并且使P為指示優(yōu)化程序中包含的輸出的索引子集。與P的每個元素j相關聯(lián)的是-H的元素，換言之不被超過的最大值，或者不被低于的最小值；-與約束條件相關的閾值dj。考慮劃分P為p個全部非空子集Pi,每一個子集都集合對應于相同優(yōu)先級優(yōu)化需求的輸出的索引。通過構(gòu)建，p^c"W(P)，"二《.=尸并且Pi門Pj=0,Vj#i。與Pj相關的優(yōu)化和與Pi相關的那些優(yōu)化相比具有更低優(yōu)先級，只要i〈j。同樣注意到&'=U"Hj。迭代l在第一次迭代，目的在于使對應于Pi的輸出接近于它們的約束條件mjnll^-祖狄+c^」卩,umin^w^u,-一i解一用來計算y"-s&u*。迭代k+l在第(k+l)次迭代時，解下列問題'wmin^w^w瞎j一=<》w^『、U^《當已經(jīng)在p次迭代期間解優(yōu)先級減小的約束條件的p個子組合時，該問題完全被解。于是，輸出盡可能接近它們的約束條件。示例7:連續(xù)加氫脫硫混合器控制示例7示出了針對由多個基料制備的混合物的瞬時硫含量值的調(diào)節(jié)。在此，可以注意到在多變量控制情形中，并行地完成這種硫調(diào)節(jié)和區(qū)域內(nèi)調(diào)節(jié)以及混合物其它特性的監(jiān)控。該示例闡述了設備的如下能力保證連續(xù)瞬時控制，以在對氣油加氬脫硫單元進行裝載(charge)的組成上發(fā)生作用，從而控制該單元輸出的混合物的特性。其還闡述了設備管理具有多個組分預混合操作的復雜混合器上游方案的能力?？紤]下列因素—分析儀延遲在密度、硫含量(估測裝置在相應分析儀上重置)和所計算的提取百分比的情況中為5分鐘；在閃點的情況中為IO分鐘；以及在濁點的情況中為15分鐘；-單元運輸(transit)死體積96m3;-預混合死體積在第一預混合級中為16.8m3和10.9m3;在第二預混合級中為4.5m3;以及在第三預混合級中為10.8m3和1.4m3。裝載組分如下基料l:煤油；基料2:低含硫量的煤油；基料3:具有低和高含硫量的輕柴油，來自于常壓蒸餾；基料4:來自常壓和真空蒸餾的中度氣油；基料5:來自中間容器的FCCLLCO烯烴基料；以及基料6:FCC重汽油餾分。其它基料能夠用于裝載該單元FCCLLCO、HLCO和HCCS直接流，VGO直接減粘裂化氣油流(直接單元流)，來自單元的循環(huán)利用。在下面的表2中給出在實驗室中測量的基料1至5的性質(zhì)表2:示例7的基料的性質(zhì)<table>tableseeoriginaldocumentpage46</column></row><table>除了閃點和十六烷值之外，針對所有特性的最小闊值是軟閾值。除了十六烷值、閃點和提取百分比之外，針對所有特性的最大閾值是硬闞值。用于各種特性的這些最大和最小閾值的值如下:表3:示例7的混合物特性的最大和最小閾值的值特性最大閾值最小閾值密度0.8440.82閃點(。C)6557濁點(。C)一6-15十六烷值5346.5提取百分比(%)10095硫含量(ppm)4830所使用的基準路徑范圍(referencepathhorizon)^皮定義為分析儀延遲的兩倍，通過被稱為縮減范圍的可參數(shù)化值來增加。所使用的縮減范圍如下在密度、十六烷值、硫含量和提取百分比的情況中為IO分鐘；對于閃點為20分鐘；以及對于濁點為30分鐘。調(diào)整估測裝置所用的過濾系數(shù)如下對于密度、十六烷值、提取百分比和硫含量為15分鐘；對于閃點為30分鐘；以及對于濁點為45分鐘。這些過濾系數(shù)(在上面定義的公式(1)和(2)中出現(xiàn)的A的倒數(shù))對應于在估測裝置的微分方程中使用的向量p的組分參數(shù)，使得其可能逐個特性地控制相對快的收斂速度。配方優(yōu)化目標還用來最大化基料1(煤油)和基料4(中度蒸餾。氣油)的使用。在混合開始時，硫含量的最小和最大值分別是30和48ppm。接著，修改閾值，分別變?yōu)?和8ppm。硫是在其最小和最大限制內(nèi)的"區(qū)域內(nèi)"進行調(diào)節(jié)。從[30，48閾值到[2，81閾值的這種轉(zhuǎn)換允許從50ppm步驟(在此的目的是具有接近48ppm的硫含量以具有2ppm的制備邊際)到10ppm步驟(在此的目的是具有接近8ppm的硫含量，從而具有2ppm的制備邊際)的切換。表4指定了混合物拓樸。47表4:示例7的混合物的拓樸基料l(75)混合物A=基料1+2最后混合物=A+C+基料6基料2(121)基料3(79)混合物B=基料3+4混合物C=B+基料5基料4(74)基料5(63)基料6(8)圖4示出了混合物中硫含量在從50ppm步驟到10ppm步驟的快速轉(zhuǎn)換期間與通過數(shù)目相關的變化，每次通過對應于5分鐘。每次通過對應于根據(jù)本發(fā)明的設備的一次新的執(zhí)行(并且因此對應于根據(jù)本發(fā)明的控制方法的一次新的迭代)并且尤其對應于由設備所計算的并且應用至儀器的新配方的傳輸。事實上，通過修改最小和最大閾值來提供設定值轉(zhuǎn)換，獲知在此的硫調(diào)節(jié)是在區(qū)域內(nèi)，也就是說在其最小值和其最大值之間執(zhí)行。因此，這種硫含量質(zhì)量不具有固定設定值-類型的目標，但其是在此被優(yōu)化器所考慮并且針對該質(zhì)量定義變化的目標范圍的該硫含量質(zhì)量上的高極值和低極值約束條件。將注意到混合物的硫含量在任何時間都保持接近期望值，并且快速地跟隨設定值縮減命令，而在值上沒有大的突然變化。根據(jù)本發(fā)明的估測裝置使得其可能不僅保證離開單元的硫含量的調(diào)節(jié)而且還保證密度、閃點、濁點、十六烷值和提取百分比的區(qū)域內(nèi)調(diào)節(jié)(閃點處于最小約束條件，而硫含量和濁點處于最大約束條件)。圖5示出了在硫含量命令的修改期間所使用的基料2至4的消耗上的變化，為了制備混合物，基料l、5和6沒有被注入。圖中示出的所計算的組分比例分布使得其可能關于離開單元的特性獲得期望的結(jié)果。示例8:容器-底部-綜合模式中的汽油混合物(沒有預混合)圖6a-e示出了基料比例(圖6a)、RON(研究法辛烷值)和RVP(Reid蒸汽壓)上的調(diào)節(jié)(分別為圖6b和6c)以及在100。C的提取48百分比(圖6d)和苯含量(圖6e)的區(qū)域內(nèi)監(jiān)控隨時間的變化。在圖6a至6c中示出了容器-綜合值、瞬時值和設定值。針對各種組分基料，在下表中給出了與苯含量、在IO(TC的提取百分比、MON(馬達法辛烷值)、RON(研究法辛烷值)和RVP(Reid蒸汽壓)相關的值表5:示例8的基料的特性值<table>tableseeoriginaldocumentpage49</column></row><table>該示例演示了具有容器-底部補償?shù)恼{(diào)節(jié)的操作。兩個質(zhì)量，即蒸汽壓和辛烷值，收斂，而其它兩個質(zhì)量，即在IOO'C的提取百分比和苯含量，保持在它們的可容許的范圍內(nèi)。所調(diào)節(jié)和所監(jiān)控的質(zhì)量的最小和最大值以[最小/最大]形式提供并且如下苯含量(%):;在100。C的提取百分比(％):47/70；RON:[95.199/96.50，具有最小值95.199作為設定值；以及RVP(mbar):459.99/599.86，具有598.86的設定值，可以看到，在混合的下半部分中的通過70附近，基料上的活動增加，因為在10(TC的提取百分比的質(zhì)量已經(jīng)達到其低(最小)極值，配方自動被修改以提高它的值并且保持該值在它的最小閾值之上，同時仍然保持其它所調(diào)節(jié)和所監(jiān)控的特性處于它們的目標值。該示例闡述了設備的如下能力通過使得其可能控制固定-設定值-調(diào)節(jié)的質(zhì)量和所監(jiān)控的質(zhì)量處于它們的最小/最大區(qū)域內(nèi)，從而控制具有容器-底部補償?shù)木C合模式中的混合。示例9:氣油混合物，摻雜物的調(diào)節(jié)(沒有預混合)圖7該示例演示了通過注入添加劑或者摻雜物的調(diào)節(jié)的操作。在此，通過摻雜物調(diào)節(jié)兩個特性十六烷值和可濾性(filterability)。通過混合兩種基料并行地調(diào)節(jié)第三種特性(硫含量)，第三種基料被阻擋(block)在固定比率上。下表提供了與三種基料的硫含量、可濾性和十六烷值相關的值。表6:示例9的基料的特性基料l基料3被阻擋的基料硫含量(ppm)302463可濾性(。C)0-30-12十六烷值5252-le+6被稱為"被阻擋的基料"的基料以1.5%的恒定比率注入。硫含量在45ppm的設定值上調(diào)節(jié)，可濾性在-16。C的設定值上調(diào)節(jié)并且十六烷值在52的設定值上調(diào)節(jié)。如圖7a-e所示圖7a示出了預-十六烷(pro-cetane)添加劑的注入被降低直到在混合中間時切斷該注入，以降低綜合的十六烷值(圖7d)，其平緩地接近其設定值并且被保持在那里。圖7b示出了可濾性摻雜物注入，具有與綜合的可濾性中的孩i小振蕩(參見圖7e)對應的三個峰。這表示反應性地調(diào)整的調(diào)節(jié)。圖7c給出了用于調(diào)節(jié)硫含量的基料的分布。這些分布非常平穩(wěn)，除了混合中間的峰，其作為圖7f的瞬時硫測量值中觀察到的峰的結(jié)果，由不連續(xù)的擾動所導致。綜合的硫含量在圖7f中與其設定值一致并且沒有被混合中間的50不連續(xù)的擾動所影響。該示例闡述了設備的如下能力通過控制混合物組分并且通過注入多種添加劑以控制混合物的各種特性，從而提供同步的混合物-綜合控制。權(quán)利要求1.一種控制n個組分混合物M的制備的方法，該方法使得能夠確定混合物中包含的組分的比例u從而獲得混合物的m多個預定特性y，其值介于預定的最小和最大閾值之間和/或，它們中的m’個(其中m’≤n-1)基本上等于預定目標值，其特征在于，該方法包含如下步驟(i)在時刻t＝0時(1)確定表示n個組分的m多個特性y的矩陣B，(2)從預定的最小和最大閾值和/或從預定目標值確定基準配方<overscore>u</overscore>，使得混合物的特性B<overscore>u</overscore>介于所述預定閾值之間和/或，它們中的m’個等于所述預定目標值，作為n維向量的<overscore>u</overscore>表示混合物的組成中包含的各種組分的比例，其中<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><msubsup><mi>&Sigma;</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></msubsup><msub><mover><mi>u</mi><mo>&OverBar;</mo></mover><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><mn>1</mn><mo>,</mo></mrow>]]></math>id="icf0001"file="A2007800259840002C1.tif"wi="23"he="5"top="103"left="133"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>(3)將配方<overscore>u</overscore>應用至組分以制備混合物M；(ii)在時刻t’＝t+Δt時(1)測量通過應用在前面時刻所計算的配方而獲得的混合物M的特性ymes，(2)由此推導出表示組分特性的估測的已校正矩陣id="icf0002"file="A2007800259840002C2.tif"wi="6"he="5"top="144"left="169"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>(3)確定新配方u，使得混合物的特性id="icf0003"file="A2007800259840002C3.tif"wi="7"he="5"top="153"left="139"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>位于所述預定閾值之間和/或，它們中的m’個等于所述預定目標值，(4)將該新配方u應用至組分；(iii)在時刻t”＝t’+Δt時，重復在前步驟(ii)的操作(1)至(4)；以及(iv)在混合物的制備期間始終重復步驟(iii)。2.如權(quán)利要求1所述的控制方法，其中通過對已制備混合物的連續(xù)測量程序來測量步驟(ii)的操作(1)期間所測量的混合物特性3.如權(quán)利要求1或2所述的控制方法，其中，在混合物制備期間的預定時刻，測量一個或多個組分特性并且更新表示組分特性的矩陣B。4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的控制方法，其特征在于，在步驟(ii)的操作(2)期間，使用如下公式確定已校正矩陣》f=--y廣)，(1}其中*矩陣H是正定對稱矩陣，以保證考慮測量-預測偏差的歸一化為目標，允許組分質(zhì)量預測偏差計算；*《是A的轉(zhuǎn)置，以及*A，嚴格的正實數(shù)，是設置收斂時間的常量，允許逐個特性地區(qū)分估測的收斂速度。5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的控制方法，對于多組分混合物的制備，其中在混合物的制備之前進行至少兩種組分的至少一個預混合，其特征在于，在步驟(ii)的操作(3)期間確定的配方u考慮由于預混合區(qū)域的設備中的死體積所導致的延遲。6.如權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征在于，在步驟(ii)的操作(2)期間，使用如下公式確定矩陣鄉(xiāng)，=-PjHU(t)(y」(t)-y廣(t)),(2)其中，U(t)=(U"t)，…Un(t))t，在時刻t時，配方向量考慮死體積，并且y(t)-iu,(0&，6,是組分i的特性的向量。i=l7.如權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，同步該公式中包含的控制和輸出量，以考慮預混合延遲和測量延遲。8.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的控制方法，其特征在于，通過包含如下步驟的優(yōu)化程序來獲得在步驟(ii)的子步驟(3)中所確定的配方u:(a)-全部調(diào)節(jié)問題PO的解的確定，該解包括考慮組分比例上的約束條件和混合物特性上的約束條件的已優(yōu)化配方u，-如果全部調(diào)節(jié)問題PO可解，則應用配方u-PO的解；(b)-如果全部調(diào)節(jié)問題P0不可解，則確定最小調(diào)節(jié)問題P1被解的配方u,其僅僅考慮被定義為優(yōu)先約束條件的問題PO上的約束條件；該問題P1包括一連串正?？尚械膬?yōu)化問題，其標準在于對違反所述優(yōu)先約束條件的處罰，從而針對這些優(yōu)先約束條件定義可達到的新值；(c)-如果最小調(diào)節(jié)問題Pl可解，確定調(diào)節(jié)問題P2被解的配方u，其考慮問題P0的優(yōu)先約束條件的所述可達到新值以及問題P0的非優(yōu)先約束條件；該問題P2包含優(yōu)化問題，其標準在于對違反所述非優(yōu)先約束條件的處罰，從而針對這些非優(yōu)先約束條件定義可達到的新值，-如果最小調(diào)節(jié)問題P1不可解，應用當前配方u;(d)-如果調(diào)節(jié)問題？2可解，確定調(diào)節(jié)問題P3被解的配方u，其考慮在步驟(b)獲得的問題P0的優(yōu)先約束條件的所述可達到新值、在步驟(c)獲得的非優(yōu)先約束條件的所述可達到新值以及沒有由問題Pl和P2處理的問題P0的所有其它非優(yōu)先約束條件；該問題P3包括一連串正?？尚械膬?yōu)化問題，其標準在于對違反所迷其它非優(yōu)先約束條件的處罰，從而針對這些其它非優(yōu)先約束條件定義可達到的新值，-如果調(diào)節(jié)問題P2不可解，則應用由問題P1獲得的配方；以及(e)如果調(diào)節(jié)問題P3可解，則所應用的配方是問題P3的解，否則配方是問題P2的解。9.如權(quán)利要求8所述的控制方法，其特征在于，其包含附加步驟，其間，如果在前調(diào)節(jié)問題P3可解，考慮在步驟(b)、(c)和(d)期間確定的所述可達到新值來確定調(diào)節(jié)問題P0被解的配方u。10.如權(quán)利要求8或者9所述的控制方法，其特征在于，解問題Pl所考慮的優(yōu)先約束條件是組分比例上的約束條件和混合物特性上的約束條件。11.如權(quán)利要求1至10中任一項所述的控制方法，用于制備n個組分和添加劑的混合物的設備，其特征在于，對于添加劑對其有影響的混合物特性j，控制模式根據(jù)如下公式考慮在步驟(ii)的操作(2)和(3)期間添加添加劑的作用d:_y;=》y"+d。12.—種制備和控制多組分混合物的設備，包含用于傳輸要被混合的組分(1,2，3)至主通道(7)的傳輸通道(4,5，6)，所述主通道(7)連接至接收混合物的場所(9)，用于控制每個傳輸通道中組分的流速的裝置(10)，用于在主通道中連續(xù)測量正被制備的混合物的代表性參量的裝置(11)，以及用于計算混合物中包含的各種組分的比例的裝置(12)，其特征在于，它包括連接至計算裝置的估測裝置(13)，所述估測裝置包含通過使用由測量裝置(11)所測量的混合物特性的測量值來產(chǎn)生組分特性的估測的已編程裝置，所述計算裝置包含通過該估測的方式計算混合物中包含的各種組分的比例的已編程裝置，從而獲得具有預定特性的混合物。13.如權(quán)利要求12所述的設備，其特征在于，估測裝置(13)包含已編程裝置，所述已編程裝置執(zhí)行如權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法的步驟(i)和(ii)的操作(1)和(2)。14.如權(quán)利要求12或13所述的設備，其特征在于，估測裝置(13)包括已編程同步裝置，所述已編程同步裝置考慮預混合混合物的至少兩種組分的區(qū)域中的死體積所導致的延遲。15.如權(quán)利要求12或13所述的設備，其特征在于，估測裝置(13)包括已編程同步裝置，所述已編程同步裝置考慮各級中的死體積所導致的延遲，至少一個級包括預混合混合物的至少兩種組分的一個或多個區(qū)域。16.如權(quán)利要求14或15所述的設備，其特征在于，同步裝置被編程以執(zhí)行如權(quán)利要求6所述的方法的步驟(ii)的操作(2)。17.如權(quán)利要求12至16中任一項所述的設備，其特征在于，其包括連接至計算裝置(12)和混合物目標存儲裝置(15)的優(yōu)化器(14),所述優(yōu)化器包括優(yōu)化組分比例的配方u的已編程裝置，并且所述配方由計算裝置(12)根據(jù)與存儲在所述存儲裝置(15)中的混合物目標來確定。18.如權(quán)利要求17所述的設備，其特征在于，優(yōu)化器(14)包括執(zhí)行如權(quán)利要求8至10中任一項所述的控制方法的優(yōu)化程序的已編程裝置。19.如權(quán)利要求17或18所述的設備，其特征在于，該設備包括經(jīng)由傳輸通道(17)連接至主傳輸通道(7)的至少一個添加劑容器(16)，位于混合組分(1,2，3)的區(qū)域的下游，用于控制與容器(16)相關聯(lián)的在傳輸通道(17)中提供的添加劑流速的裝置(10)，以及連接至所述控制裝置(10)、優(yōu)化器(14)和混合物目標存儲裝置(15)的添加劑注入控制器(18)，所述添加劑注入控制器(18)能夠考慮混合物目標存儲裝置所提供的目標，針對添加劑對其有影響的混合物特性j優(yōu)化添加劑的比例，從而調(diào)節(jié)混合物的所述相應特性j。全文摘要本發(fā)明涉及控制多組分混合物，特別是具有預混合死體積的混合物的制備的方法和設備。根據(jù)本發(fā)明的方法和設備通過提供混合物的組分特性的實時估測的動態(tài)觀察器來保證多變量調(diào)節(jié)反饋，所述估測足以保證反饋回路的效果。因而，混合物的期望特性得以保證，盡管一方面組分特性中有大量的不確定性，并且另一方面對混合處理也只是部分了解。文檔編號G05D11/13GK101495931SQ200780025984公開日2009年7月29日申請日期2007年5月29日優(yōu)先權(quán)日2006年5月31日發(fā)明者M·伯尼爾,M·切布魯,N·泊蒂,Y·克里夫申請人:道達爾煉油與銷售部