預(yù)測控制策略應(yīng)用及自控設(shè)計工作(參考版)
2025-06-11 12:24本頁面
【正文】 以后 人們 使用 預(yù)測控制策略 就會方便 得多 ,就像 現(xiàn)在使用經(jīng)典控制 的 PID調(diào)節(jié)規(guī)67 律一樣 ,這樣一來 預(yù)測控制 將會發(fā)揮更大作用 。 在這種意境下 ,上述 “萬事開頭難” 問題 就 會得 到 逐步解決 。 在 我國 工業(yè)建設(shè) 飛躍發(fā)展 、 科學(xué)技術(shù)日新月異 的形勢下 ,“精心設(shè)計、滿足需要、講求效益” 的 設(shè)計理念 將會 得到 提升 。 另外， 還 涉及到 自控設(shè)計 范圍與設(shè)計 深度變化 ， 以及 自控專業(yè)與其它有關(guān)方面的設(shè)計分工問題。 現(xiàn)場測試 工作由 APC硬 /軟件供方承擔(dān)，業(yè)主 配合 , 設(shè)計單位 按需要 參加。應(yīng)用程序應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)簡捷、運行可靠、操作方便等要求。 (1) 完成控制模型的推導(dǎo)、運算工作 根據(jù)已確定的 APC控制策略與算法，通過推導(dǎo)、運算，確定實際應(yīng)用的數(shù)學(xué)模型 (模型中的有關(guān)參數(shù)將通過現(xiàn)場測試確定 )。 66 采購配合工作包括提供 APC控制系統(tǒng)的設(shè)計文件、參加技術(shù)交流與談判、技術(shù)評審等工作。當(dāng)過程監(jiān)控裝置 (如 DCS)供方有能力、有經(jīng)驗完成 APC 的編程、組態(tài)、現(xiàn)成測試、投運等工作時，可由該供方負責(zé)提供 APC硬 /軟件，并負責(zé)實施測試、投運工作。 B. 繪制 APC控制系統(tǒng)方框圖 如應(yīng)用預(yù)測控制策略，需繪制預(yù)測控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。根據(jù)工藝過程控制需要， APC 控制系統(tǒng)可與經(jīng)典控制系統(tǒng) (應(yīng)用 PID 控制規(guī)律 )組成綜合控制 系統(tǒng) (如串級控制系統(tǒng)等 )。 一般情況下，推薦 應(yīng)用 預(yù)測控制策略和預(yù)測模型。如該項目基本具備應(yīng)用 APC的條件，可初步擬定應(yīng)用 APC過程控制方案。 5 應(yīng)用 APC時 的 自控設(shè)計 工作 工程設(shè)計階段 (1) 制訂 APC 控制方案 根據(jù)工程項目工藝生產(chǎn)流程資料，確認有 節(jié)能降耗減排、提高產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量等 控制系統(tǒng) 需要應(yīng)用 APC控制策略 。采用多變量協(xié)調(diào)優(yōu)化策略，對被控 變量集與操作變量集優(yōu)化，使被控變量 達到優(yōu)化值和使部分操作變量達到優(yōu)化值。在產(chǎn)品質(zhì)量滿足要求，回流比滿足大于最小回流比的前提下，對回流比進行約束，減少回流量和再沸蒸汽量，從而達到節(jié)能降耗要求。精餾塔進料為液烴，輕關(guān)鍵組分取丙烷，重關(guān)鍵組分取正丁烷及異丁烷。 中國石油大學(xué)（北京） 徐寶昌等先生，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多步預(yù)測控制理論 對精餾塔 控制的研究 取得節(jié)能降耗的顯著效果 。 由于精餾塔運 行關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量、能源消耗，因而精餾塔生產(chǎn)控制格外引起人們的重視。 精餾塔預(yù)測控制 概述 在化工與石化生產(chǎn)裝置中，精餾塔是使用 得 比較多的一種設(shè)備。 64 針對被控對象的特點，該氫氮比控制系統(tǒng)除了 應(yīng)用預(yù)測控制策略外，還采用 PID 控制及前饋控制像結(jié)合的控制控制規(guī)律，從而構(gòu)成氫氮比預(yù)測 控制 ＋ 前饋 串級控制系統(tǒng) 。 然后 將現(xiàn)時刻測量值與 預(yù)估值之差，對未來輸出值進行校正，得到校正后的輸出預(yù)估值。 控制方案 該廠的預(yù)測控制方案是應(yīng)用模型算 法控制 (MAC)，它采用基于脈沖響應(yīng)的非參數(shù)模型作為預(yù)測模型 。 以內(nèi)。 新疆澤普石化廠合成氨裝置 ， 在 1998 年 6 月應(yīng)用預(yù)測控制策略 取得了良好的效果 ，使氫氮比控制精度177。 合成氨 裝置 氫氮比 預(yù)測控制 概述 合成氨裝置中的 氫氮比控制系統(tǒng)，是關(guān)系到合成氨生產(chǎn)節(jié)能、降耗、增產(chǎn)的的關(guān)鍵控制系統(tǒng)。 優(yōu)化計算是建立在上述預(yù)測輸出基礎(chǔ)上的，要獲得最優(yōu)控制律，必須使上式所 示的性能指標(biāo)函數(shù)值為最小 。 y r(k＋ i)＝α y(k)＋ (1－α i)r 1 ≤ i ≤ p， 0 ＜ α＜ 1 式中， r 為系統(tǒng)設(shè)定值； α 為柔化因子； y(k) 為現(xiàn)時刻的輸出測量值。 采用 RBF 網(wǎng)絡(luò)作 建立非線性 系統(tǒng)預(yù)測模型 為， y m(k)＝ fnn[u(k－ d)，?， u(k－ d－ m)， y(k－ 1)， ?， y(k－ n)] 式中， u(k)、 y(k)分別為 k 時刻系統(tǒng)的輸入和輸出； m 為輸入量階數(shù)； n 為輸出量階數(shù)； d 為時滯。 將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用作預(yù)測控制 中被控對象的模型， 形 成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測 模型 ， 本文 所應(yīng)用的 62 網(wǎng)絡(luò)為 RBF 網(wǎng)絡(luò)。 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠逼近任何復(fù)雜的非線性函數(shù)關(guān)系，可以實現(xiàn)那些難以用數(shù)學(xué)模型表示的復(fù)雜的映像關(guān)系。 (4) 滾動優(yōu)化模型 在 k時刻的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)表達是式是： 式中： Qi為非負的加權(quán)系數(shù)。 = 61 (2) 參考軌跡模型 目前最廣泛 應(yīng)用 的參考軌跡模型為一階的，表達式是： yr(k＋ i)=aiy(k)＋ (1－ ai)yd 式中： yd 為設(shè)定植；
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