專利名稱：一種工業(yè)過程的控制方法與設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)過程控制領(lǐng)域，尤其涉及一種工業(yè)過程的控制方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
在流程工業(yè)領(lǐng)域中，所使用的過程控制系統(tǒng)通常具有多個控制輸入變量、擾動變量以及多個被控制輸出變量。這類控制系統(tǒng)常使用被稱為預(yù)測控制的計算方法進(jìn)行計算。一種常用的預(yù)測控制方法是基于階躍響應(yīng)的多變量預(yù)測控制方法。例如，假定過程的控制輸入變量個數(shù)為《和被控輸出變量個數(shù)為/7，控制輸入
Uj與被控輸出之間的階躍響應(yīng)系數(shù)t旲型為
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)過程的控制方法，所述工業(yè)過程包含具有多個輸入變量以及被控輸出變量的多變量過程，所述多個輸入變量是可以對所述工業(yè)過程的工業(yè)設(shè)備進(jìn)行操縱的控制系統(tǒng)節(jié)點，所述的控制系統(tǒng)節(jié)點對應(yīng)于控制系統(tǒng)內(nèi)的基礎(chǔ)控制回路設(shè)定點或所述工業(yè)過程中的控制閥門或變頻器裝置或其他可控部件，所述多個被控輸出變量是所述工業(yè)過程反映過程運行狀況的參量，所述的控制輸入變量和被控輸出變量需要滿足上限和下限約束條件，其特征在于，所述方法包括離線和在線兩個部分，所述的離線部分包括 步驟1.針對由被控輸出的上限、下限給定值以及控制輸入的上限、下限給定值計算相應(yīng)的模型向量調(diào)整因子； 步驟2.基于模型向量調(diào)整因子，計算歸一化后的模型向量； 所述的在線部分包括 步驟1.針對每個控制輸入變量的上限和下限及其即時值計算歸一化數(shù)值，針對每個被控輸出變量的上限、下限及其即時值計算歸一化數(shù)值； 步驟2.基于歸一化后的各控制輸入、各被控輸出以及階躍響應(yīng)輸入輸出模型進(jìn)行在線優(yōu)化計算得到下一時刻控制輸入的未來值； 步驟3.將所述的計算得到的下一時刻控制輸入變量值經(jīng)過反歸一化變換得到真實值域下的數(shù)值，并下傳至控制系統(tǒng)進(jìn)行實施。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述模型向量調(diào)整因子弋是第《個被控輸出上限與下限之差至第J—個控制輸入上限與下限之差的比值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第j個控制輸入至第I個被控輸出的歸一化后模型向量為原始的通過辨識方法得到的模型向量除以模型向量調(diào)整因子
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的針對某一個控制輸入計算歸一化數(shù)值的方法為取該控制輸入的上限約束()、下限約束(Am )，采用如下的公式對控制輸入即時僅進(jìn)行歸一化，得到歸一化后的控制輸入
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的針對某一個被控輸出計算歸一化數(shù)值的方法為取該被控輸出的上限約束( * )、下限約束H )，采用如下的公式對控制輸入即時值巧進(jìn)行歸一化，得到歸一化后的控制輸入A
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的針對某一個被控輸出計算歸一化數(shù)值的方法為取該被控輸出的上限約束d )、下限約束翼)，采用如下的公式對控制輸入即時值戛進(jìn)行歸一化，得到歸一化后的控制輸入Λ。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的針對某一優(yōu)化計算得到的控制輸進(jìn)行反歸一化變換的方法為
8.—種工業(yè)過程的控制設(shè)備，所述工業(yè)過程具有多個輸入變量以及隨所述多個輸入變量的改變而變化的多個輸出變量，所述多個輸入變量是可以對所述工業(yè)過程的工業(yè)設(shè)備進(jìn)行操縱的控制系統(tǒng)節(jié)點，所述多個被控輸出變量是所述工業(yè)過程反映過程運行狀況的參量，所述的控制輸入變量和被控輸出變量需要滿足上限和下限約束條件， 其特征在于，該控制設(shè)備包括 離線裝置，用于針對由被控輸出的上限、下限給定值以及控制輸入的上限、下限給定值計算相應(yīng)的模型向量調(diào)整因子；基于模型向量調(diào)整因子，計算歸一化后的模型向量； 歸一化裝置，用于針對每個控制輸入變量的上限和下限及其即時值計算歸一化數(shù)值，針對每個被控輸出變量的上限、下限及其即時值計算歸一化數(shù)值； 優(yōu)化計算裝置，基于歸一化后的各控制輸入、各被控輸出以及階躍響應(yīng)輸入輸出模型進(jìn)行在線優(yōu)化計算得到下一時刻控制輸入的未來值； 工業(yè)設(shè)備控制裝置，用于將所述的計算得到的下一時刻控制輸入變量值經(jīng)過反歸一化變換得到真實值域下的數(shù)值，并下傳至控制系統(tǒng)進(jìn)行控制實施。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種工業(yè)過程的控制方法和設(shè)備。該方法包括離線部分基于控制輸入的上限與下限以及被控輸出的上限與下限，計算模型向量調(diào)整因子，由此得到歸一化后的模型向量。在線部分基于當(dāng)前時刻控制輸入與被控輸出的即時值進(jìn)行控制輸入與被控輸出的歸一化操作，使用控制輸入與被控輸出歸一化后的數(shù)值及歸一化后的模型向量進(jìn)行控制計算。將經(jīng)優(yōu)化計算得到的控制輸入計算結(jié)果進(jìn)行反歸一化變換，使之回復(fù)到控制輸入正常的下限與上限范圍內(nèi)，并下傳至控制系統(tǒng)。
文檔編號G05B13/02GK103064286SQ20131001837
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者林云峰 申請人:麗水學(xué)院