狀態(tài)空間預(yù)測函數(shù)控制優(yōu)化的批次過程pi-pd控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種狀態(tài)空間預(yù)測函數(shù)控制優(yōu)化的批次過程PI-PD控制方法。本發(fā)明方法首先基于間歇蒸餾塔內(nèi)再沸器溫度對象的實時運行數(shù)據(jù)建立再沸器內(nèi)溫度對象的狀態(tài)空間模型，挖掘出基本的對象特性；然后依據(jù)狀態(tài)空間預(yù)測函數(shù)控制的特性去整定相應(yīng)PI-PD控制器的參數(shù)；最后對再沸器內(nèi)的溫度對象實施PI-PD控制。本發(fā)明將狀態(tài)空間預(yù)測函數(shù)控制的性能賦給了PI-PD控制，有效地提高了傳統(tǒng)控制方法的性能。
【專利說明】狀態(tài)空間預(yù)測函數(shù)控制優(yōu)化的批次過程P1-PD控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于自動化【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于狀態(tài)空間預(yù)測函數(shù)控制(SSPFC)優(yōu)化的批次過程P1-PD控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]批次過程又叫做批量生產(chǎn)過程，是現(xiàn)代工業(yè)中的一種常用生產(chǎn)方式，被廣泛應(yīng)用于生物制藥，藥品生產(chǎn)以及精細化的化工過程中。近年來，隨著對多品種，高質(zhì)量的生產(chǎn)要求越來越高，批次過程越來越受到人們的重視。目前，批次過程中常見的控制方式仍為PID控制，但是當輸入為階躍信號時，批次過程的對象經(jīng)常會產(chǎn)生較大的超調(diào)和振蕩，這可能會降低批次生產(chǎn)的合格率。如果對于批次過程對象，先在內(nèi)環(huán)加上ro控制，先抑制其超調(diào)，再在外環(huán)加上pi控制，將會得到更好的生產(chǎn)性能。狀態(tài)空間預(yù)測函數(shù)制作為先進控制算法的一種，跟蹤速度快，控制性能良好。如果能將狀態(tài)空間預(yù)測函數(shù)控制和P1-ro技術(shù)結(jié)合，將能進一步提高批次生產(chǎn)過程生產(chǎn)產(chǎn)品的合格率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有PID控制的不足之處，提供一種基于狀態(tài)空間預(yù)測函數(shù)控制優(yōu)化的批次過程P1-ro控制方法，用來抑制批次過程中出現(xiàn)的超調(diào)，以便獲得更好的實際控制性能。該方法通過結(jié)合狀態(tài)空間預(yù)測函數(shù)控制和P1-PD控制，得到了一種帶有狀態(tài)空間預(yù)測函數(shù)控制性能的P1-PD控制方法。該方法不僅繼承了狀態(tài)空間預(yù)測函數(shù)控制的優(yōu)良性能，同時形式簡單并能滿足實際工業(yè)過程的需要。
[0004]本發(fā)明方法首先基于間歇蒸餾塔內(nèi)再沸器溫度對象的實時運行數(shù)據(jù)建立再沸器內(nèi)溫度對象的狀態(tài)空間模型，挖掘出基本的對象特性；然后依據(jù)狀態(tài)空間預(yù)測函數(shù)控制的特性去整定相應(yīng)P1-PD控制器的參數(shù)；最后對再沸器內(nèi)的溫度對象實施P1-PD控制。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是通過數(shù)據(jù)采集、辯識參數(shù)、建立狀態(tài)空間模型、預(yù)測機理、優(yōu)化等手段，確立了一種基于狀態(tài)空間預(yù)測函數(shù)控制優(yōu)化的p1-ro控制方法，利用該方法可有效抑制超調(diào)并提聞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0006]本發(fā)明方法的步驟包括:
[0007]步驟(1).建立被控對象的狀態(tài)空間模型，具體方法是:
[0008]a.通過實時數(shù)據(jù)庫，建立局部預(yù)測模型，具體方法是:建立批次過程的實時運行數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)采集裝置采集實時過程運行數(shù)據(jù)將采集的實時過程運行數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)驅(qū)
動的樣本集合丨。其中，(Pi表示第i組工藝參數(shù)的輸入數(shù)據(jù)，y(i)表示第i組工藝
參數(shù)的輸出值，N表示采樣總數(shù)；以該對象的實時過程運行數(shù)據(jù)集合為基礎(chǔ)建立基于最小二乘法的離散差分方程形式的局部受控自回歸滑動平均模型:
【權(quán)利要求】
1.狀態(tài)空間預(yù)測函數(shù)控制優(yōu)化的批次過程P1-ro控制方法，其特征在于該方法的具體步驟是: 步驟(1).建立被控對象的狀態(tài)空間模型，具體方法是: 1-a.通過實時數(shù)據(jù)庫，建立局部預(yù)測模型，具體是:建立批次過程的實時運行數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)采集裝置采集實時過程運行數(shù)據(jù)將采集的實時過程運行數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)驅(qū)動的樣本集合丨.;其中，(J)i表示第i組工藝參數(shù)的輸入數(shù)據(jù)，y(i)表示第i組工藝參數(shù)的輸出值，N表示采樣總數(shù)；以該對象的實時過程運行數(shù)據(jù)集合為基礎(chǔ)建立基于最小二乘法的離散差分方程形式的局部受控自回歸滑動平均模型:
【文檔編號】G05B13/04GK103760772SQ201410029925
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】張日東, 李海生, 鄒洪波, 鄭松, 吳鋒 申請人:杭州電子科技大學(xué)