本发明专利技术涉及炼油工业加热炉温度过程的伴随矩阵解耦预测控制方法。传统方法控制手段与控制参数完全依赖技术人员经验，控制效果不好。本发明专利技术方法首先基于炼油工业加热炉过程模型建立伴随矩阵解耦过程模型，挖掘出基本的过程特性；然后基于该伴随矩阵解耦模型建立预测控制回路；最后通过计算预测控制器的参数，将过程对象实施预测控制。本发明专利技术方法通过数据采集、过程处理、预测机理、数据驱动、优化等手段，确立了一种炼油工业加热炉温度过程的伴随矩阵解耦预测控制方法，利用该方法可有效提高控制的精度，提高控制平稳度。本发明专利技术方法有效减少理想工艺参数与实际工艺参数的误差，保证控制装置操作在最佳状态。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于自动化
，涉及一种。
技术介绍
工业加热炉是我国炼油工业过程的重要组成设备，加热炉控制的有效与否，是实现“安、稳、长、满、优”生产操作的关键，它对后续的工艺处理过程以及降低全厂的能耗均有重大意义。为此，生产过程的各个主要工艺参数必须严格控制。随着市场对石油化工产品的质量要求越来越高，以及生产工艺技术的发展，工艺过程变得更加复杂。简单的单回路过程控制难以满足较高的控制要求，形成了从常规控制发展到复杂控制、先进控制等高级阶段的要求。由此带来的问题就是被控对象成为复杂的多变量对象，输入量与输出量之间相互关联。这些不利因素导致传统的控制精度无法提高，又进一步导致后续生产控制参数不 稳定，产品合格率低，装置效率低下。而目前实际工业中控制基本上采用传统的简单控制手段，控制参数大部分依赖技术人员经验，使生产成本增加，控制效果很不理想。我国炼油工业过程加热炉控制与优化技术比较落后，能耗居高不下，控制性能差，自动化程度低，很难适应节能减排以及间接环境保护的需求，这其中直接的影响因素之一便是系统的控制方案问题。
技术实现思路
本专利技术的目标是针对现有的炼油工业加热炉温度过程系统控制技术的不足，提供一种伴随矩阵解耦预测控制方法。该方法弥补了传统控制方式的不足，保证控制具有较高的精度和稳定性的同时，也保证形式简单并满足实际工业过程的需要。本专利技术方法首先基于炼油工业加热炉过程模型建立伴随矩阵解耦过程模型，挖掘出基本的过程特性；然后基于该伴随矩阵解耦模型建立预测控制回路；最后通过计算预测控制器的参数，将过程对象实施预测控制。本专利技术的技术方案是通过数据采集、过程处理、预测机理、数据驱动、优化等手段，确立了一种，利用该方法可有效提高控制的精度，提高控制平稳度。本专利技术方法的步骤包括(I)利用炼油工业加热炉温度过程模型建立伴随矩阵解耦模型，具体方法是首先采集炼油工业加热炉温度过程的输入输出数据，利用该数据建立输入输出模型如下Y(S)=G(S)U(S)其中Y(s)、G(s)、U(s)分别为输出向量、传递函数矩阵、输入向量；权利要求1.，其特征在于该方法的具体步骤是 (1)利用炼油工业加热炉温度过程模型建立伴随矩阵解耦模型，具体方法是 首先采集炼油工业加热炉温度过程的输入输出数据，利用该数据建立输入输出模型如下全文摘要本专利技术涉及。传统方法控制手段与控制参数完全依赖技术人员经验，控制效果不好。本专利技术方法首先基于炼油工业加热炉过程模型建立伴随矩阵解耦过程模型，挖掘出基本的过程特性；然后基于该伴随矩阵解耦模型建立预测控制回路；最后通过计算预测控制器的参数，将过程对象实施预测控制。本专利技术方法通过数据采集、过程处理、预测机理、数据驱动、优化等手段，确立了一种，利用该方法可有效提高控制的精度，提高控制平稳度。本专利技术方法有效减少理想工艺参数与实际工艺参数的误差，保证控制装置操作在最佳状态。文档编号G05B13/00GK102880047SQ201210358368公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月24日 优先权日2012年9月24日专利技术者张日东, 孔亚广, 薛安克, 王建中, 葛铭 申请人:杭州电子科技大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
炼油工业加热炉温度过程的伴随矩阵解耦预测控制方法，其特征在于该方法的具体步骤是：(1)利用炼油工业加热炉温度过程模型建立伴随矩阵解耦模型，具体方法是：首先采集炼油工业加热炉温度过程的输入输出数据，利用该数据建立输入输出模型如下：其中、、分别为输出向量、传递函数矩阵、输入向量；，，,,,表示过程的各回路传递函数，和分别为输入、输出变量的拉普拉斯变换，，为拉普拉斯变换算子，为过程的输入输出变量个数，所述的输入输出数据为数据采集器中存储的数据；进一步对上述方程选取伴随矩阵解耦阵为：其中，是伴随矩阵解耦阵，为的伴随矩阵；将上述伴随矩阵解耦阵与过程输入输出模型合并得到：其中，是得到的解耦过程模型，为的行列式，为以的行列式为元素的对角矩阵；？将上述解耦过程模型通过离散化处理成过程的离散表示方式：其中，、为输入变量和输出变量的多项式，为过程的时间滞后，为后移一步算子，为后移步算子，、为分别与、对应的离散化输出和输入变量，；(2)基于该解耦过程模型设计预测控制器，具体方法是：a.定义该预测控制器多步预测输出的预测公式为：其中、分别是输出预测和输入预测的阶次，、为输出预测和输入预测的系数，为差分算子，为第时刻的输出预测，、为与、对应的各时刻输出变量、输入增量变量，为当前时刻，为第步预测时刻；b.定义参考轨迹的组成为：其中，是第时刻的输出预测，、、分别是第时刻、第时刻、第时刻的参考轨迹，是参考轨迹的柔化系数，是过程输出设定值；c.定义输出预测和参考轨迹的向量形式为：其中，为输出预测向量，为依据a.步骤并令预测控制器多步预测输出的预测公式中输入增量变量为零时求得的数值，为依据a.步骤并令预测控制器多步预测输出的预测公式中输入增量变量不为零时求得的数值；为参考轨迹向量，为第时刻的参考轨迹数值，为预测步长，为求转置算子；、具体表现为：其中，为相应的输入增量变量的系数，为对应的第时刻输入增量变量；d.计算控制器的参数，具体是：其中为控制器求取系数向量；？？？其中、为加权项系数。2012103583686100001dest_path_image002.jpg,2012103583686100001dest_path_image004.jpg,2012103583686100001dest_path_image006.jpg,2012103583686100001dest_path_image008.jpg,2012103583686100001dest_path_image010.jpg,2012103583686100001dest_path_image012.jpg,2012103583686100001dest_path_image014.jpg,2012103583686100001dest_path_image016.jpg,2012103583686100001dest_path_image018.jpg,2012103583686100001dest_path_image020.jpg,2012103583686100001dest_path_image022.jpg,2012103583686100001dest_path_image024.jpg,2012103583686100001dest_path_image026.jpg,2012103583686100001dest_path_image028.jpg,2012103583686100001dest_path_image030.jpg,2012103583686100001dest_path_image032.jpg,2012103583686100001dest_path_image034.jpg,2012103583686100001dest_path_image036.jpg,2012103583686100001dest_path_image038.jpg,414913dest_path_image006.jpg,2012103583686100001dest_path_image040.jpg,2012103583686100001dest_path_image042.jpg,2012103583686100001dest_path_image044.jpg,110467dest_path_image006.jpg,2012103583686100001dest_path_image046.jpg,338318dest_path_image006.jpg,20121035...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张日东，孔亚广，薛安克，王建中，葛铭，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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