单元机组负荷多变量模型预测控制

提出了一种具有输入约束的多变量模型预测控制算法,并将其应用于单元机组负荷控制进行仿真研究,结果表明,该多变量约束预测控制算法是有效的,并具有算法简单,在线计算量小的优点。

对角CARIMA模型输入输出约束自适应广义预测控制

为了简化输入输出约束存在时多变量广义预测控制算法的设计与实现问题,提出了对角结构形式的多变量CARIMA模型的约束广义预测控制算法。根据对角CARIMA模型的结构特点将多输入多输出对象的模型输出预报和参数辨识转化为多输入单输出子对象的模型输出预报和参数辨识,并详细分析了系统的输入输出约束形式,将模型输出预报、目标函数和约束条件中依赖于模型参数的项与依赖于过程历史数据的项完成分离,简化了模型输出预报的计算及优化问题的求解,从而简化了约束多变量广义预测控制算法的实现。在一个DCS控制的非线性液位装置上的对比实验结果表明了该方法的有效性。

航空发动机状态空间模型约束预测控制

为了解决航空发动机约束预测控制器的设计问题,针对状态空间模型,经推导将无约束的二次型性能指标式转换成有约束的二次型性能指标式,采用二次规划方法计算出有约束预测控制量。按无约束和有约束,模型匹配和不匹配分别对某型发动机进行仿真计算,取得了不同约束条件对发动机动态性能和静态性能的影响情况,并举例将仿真数据转换成物理数据。仿真结果符合物理规律,计算方法得到验证。

多变量约束控制及其在大型催化裂化装置中的应用

介绍多变量约束控制（Ｍｕｌｔｉｖａｒｉａｂｌｅ Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ， ＭＣＣ）软件包的整体框架和主要功能，并阐述了ＭＣＣ的控制和优化策略．完整的ＭＣＣ软件包除核心组件——多变量约束预测控制组件外，还包含了模型辨识和数据校正、非线性预测控制、软测量、动态仿真、Ｉ／Ｏ接口、组态、共享数据库驱动、工艺过程动态监控、用户应用程序接口以及历史数据处理等组件．ＭＣＣ技术已成功地应用于一大型催化裂化装置。

催化裂化反应再生系统的先进控制策略

催化裂化装置具有复杂的过程动态特性,操作约束与经济目标之间存在矛盾,从而为自动控制提出了深入的研究课题.从过程控制的角度讨论了催化裂化反应再生系统的过程特点,并在此基础上提出预测控制与协调决策一体化的先进控制策略.实际工业对象的应用结果表明,这样的控制方案是切实可行的.

多变量解耦控制的工业过程运行层次控制方法

基于多变量解耦控制技术,提出了一种工业过程运行的层次控制方法,用于实现表征过程整体运行性能的工艺指标.底层回路控制系统采用多回路PI/PID控制技术进行设计,用于将关键工艺参数控制在给定的工作点.针对由被控过程和底层回路控制系统构成的广义对象,采用扩展的单位反馈解耦方法设计上层回路设定控制器.该回路设定控制器能够克服系统具有的多变量耦合和不确定干扰影响,根据期望的工艺指标,对底层控制器的设定值进行在线调整.磨矿过程运行控制系统设计实例验证了所提方法的有效性.

多变量非线性系统的有约束模糊预测解耦控制

针对多变量非线性系统提出了一种带约束输入的广义预测解耦控制算法:首先对多变量非线性系统建立T-S模糊模型,然后在每个采样点对系统进行局部动态线性化,将得到的系统线性化模型进行对角解耦,然后对其设计带输入约束的GPC算法.该算法充分考虑了控制输入及其增量受约束的情况,而且不必求Dio-phantine方程,减小了计算量,且削弱了变量之间的耦合程度.最后的仿真结果说明了该算法对多变量非线性系统的有效性.

多变量非线性系统的有约束模糊预测控制

针对多变量非线性系统提出了一种带约束输入的广义预测控制(GPC)算法.首先对多变量非线性系统建立T-S模糊模型,利用模糊聚类算法和正交最小二乘算法对输入变量的模糊划分及后件部分的参数分别进行辨识,然后在每个采样点对系统进行局部动态线性化.根据得到的系统线性化模型设计GPC算法,该算法充分考虑了控制输入及其增量受约束的情况,而且不必求D iophantine方程,大大减小了计算量.仿真结果表明该算法能保证系统输出有效跟踪设定值,而且控制输入和控制增量均在其约束范围之内.

催化裂化主分馏塔产品质量的广义预测控制策略

建立了FCCU主分馏塔的动态数学模型 ,提出对产品质量进行多变量广义预测控制的策略 ,并采用双层控制结构以保证操作上的安全性 .闭环控制仿真研究效果理想 。

软测量技术和约束控制在精馏塔优化控制中的应用

该文对过程控制中的软测量技术进行了论述,详细阐述了基于多元化逐步回归分析软测量模型的建立,并提出避免约束边界上跳变,保证测量值尽量往中心给定值靠近的方法。软测量技术和约束控制已成功应用于丁二烯精馏塔优化控制中。

模块多变量预测控制及其在羰基合成反应器中的应用

提出了一种模块多变量预测控制算法 ,实现了两个并列运行的羰基合成反应器的约束控制 ,使两个反应器出口的CO分压都保持在工艺约束范围内 ,同时将反应器进料配比控制在反应器在线操作优化软件给出的最佳值附近。运行结果表明 ,这种控制方案具有很大的灵活性和优秀的控制品质。

多变量约束控制器及其在反应再生控制中的应用

提出了一种改进的多变量约束控制器 (MCC)及其在反应再生控制系统中的应用 .基于模型预测控制技术的MCC是一种带有约束、多变量和灵活控制任务切换的优化控制器 .在优化算法中 ,使用全局线性规划 (GLP)和DMC滚动优化相结合的方式 ,将经济指标约束和软硬约束有机的结合起来 ;在控制体系中 ,多变量约束控制器使用多模块控制结构设计 ,有效提高了控制器的在大规模控制问题上的运行实时性 .在组态体系上 ,改进后的MCC使用了一个带有C/S体系的分布式数据库作为控制器组态数据载体 ,使得控制器能够同时提供本地和远程的数据访问 ,有效提高了工程师的工作效率 .实际的反应再生控制结果表明 。

流程工业自动化发展趋向与先进控制技术

提出了多变量约束控制的总体设计;对预测控制中的约束问题和多目标优化问题进行了深入研究,分析了组合线性规划的预测控制思想;对多变量系统中常见的病态系统处理方法进行了总结和分析,提出改进算法;基于组合线性规划的思想和病态处理方法,重点对多变量约束控制中的多变量约束预测控制器作了详细的研究。

多变量系统控制输入受限的约束预测控制

针对多变量系统控制输入变量受约束的情况,利用预测控制器在设计过程中能显式地处理约束问题的特点和变量间的相互耦合关联作用,在计算控制律时,首先假设控制输入变量不受约束,计算出控制量,然后把不满足约束条件的控制量设定为边界值,并重新计算那些在约束范围内的控制量,使得原不满足约束条件的控制输入变量的作用得到补偿,该过程可反复进行,直到使得所有的控制量都满足约束条件,从而得到了一种新的约束预测控制算法。该算法物理意义明确,计算量小。仿真研究表明其控制效果优于硬约束限幅控制。

基于改进型QPSO-MGPC的二次再热汽温约束控制策略

超超临界二次再热蒸汽温度是一个多变量、强耦合的大惯性环节。为保障汽轮发电机组安全稳定运行,结合改进型QPSO算法和多变量广义预测控制MGPC算法,提出改进型QPSO-MGPC二次再热汽温约束控制策略,采用烟气挡板和烟气再循环联合控制方式,在75%和100%额定工况下,对比无约束MGPC、带约束改进型QPSO-MGPC及常规PID三种控制策略,分别对二次再热汽温模型进行仿真研究。结果表明,改进型QPSO-MGPC的二次再热汽温约束控制效果与无约束MGPC控制效果相当,均比常规PID控制效果有极大地提升,能够快速地跟踪设定值,且超调量小,具有良好的抗干扰性能和鲁棒性,能够满足实际生产复杂工况下的需求。

对角CARIMA模型多变量自适应约束广义预测控制

为了简化约束存在时多变量广义预测控制算法的设计与实现,依据对角CARIMA模型的结构特点,将多输入多输出对象的参数辨识和模型预报问题转化为一系列多输入单输出子对象的参数辨识和模型预报问题.推导了输入输出的约束形式及优化求解过程,简化了多变量对象的参数辨识、模型预报、目标函数和约束条件系数矩阵的计算.在由DCS控制的非线性液位装置上的对比实验结果表明了该方法的有效性.

兼顾氨逃逸与出口NO_x的火电厂SCR系统多模预测控制

针对火电厂选择性催化还原(SCR)脱硝系统出口NOx定值串级控制策略控制品质与鲁棒性难以满足要求的问题,提出多模自动切换的有约束的模型预测控制(MPC)策略来控制喷氨阀门开度。为了模拟SCR系统大范围工况的动静态特性在多个平衡点进行线性化,对线性化后的多个模型自动切换的方式进行了分析。为了简化预测控制在线计算过程,对实际约束条件下的控制量用降维的方法进行迭代计算。控制方案兼顾氨逃逸、出口NOx浓度两个指标,并且在氨逃逸量过大时可自动提高氨逃逸权重因子。采用适用于大范围工况机理模型的仿真结果表明,多模预测控制调节速度快、动态误差小、鲁棒性强,有效地提高了控制品质。

反再和分馏的控制与协调

催化裂化装置的反再和分馏是2个关联十分严重的操作单元。制定合理的控制目标和控制方案十分重要。将分馏塔的回炼油罐液位和塔底油浆液位的加权值作为反再控制系统的被控变量,对其进行高限低限控制,是实现反再和分馏系统的单元控制和协调的一种有效策略。在实际工业应用中取得了良好的效果。