狀態空間預測函數控制優化的批次過程pi-pd控制方法

2023-05-02 23:07:41

狀態空間預測函數控制優化的批次過程pi-pd控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種狀態空間預測函數控制優化的批次過程PI-PD控制方法。本發明方法首先基於間歇蒸餾塔內再沸器溫度對象的實時運行數據建立再沸器內溫度對象的狀態空間模型，挖掘出基本的對象特性；然後依據狀態空間預測函數控制的特性去整定相應PI-PD控制器的參數；最後對再沸器內的溫度對象實施PI-PD控制。本發明將狀態空間預測函數控制的性能賦給了PI-PD控制，有效地提高了傳統控制方法的性能。
【專利說明】狀態空間預測函數控制優化的批次過程P1-PD控制方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於自動化【技術領域】，涉及一種基於狀態空間預測函數控制(SSPFC)優化的批次過程P1-PD控制方法。
【背景技術】
[0002]批次過程又叫做批量生產過程，是現代工業中的一種常用生產方式，被廣泛應用於生物製藥，藥品生產以及精細化的化工過程中。近年來，隨著對多品種，高質量的生產要求越來越高，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，批次過程的對象經常會產生較大的超調和振蕩，這可能會降低批次生產的合格率。如果對於批次過程對象，先在內環加上ro控制，先抑制其超調，再在外環加上pi控制，將會得到更好的生產性能。狀態空間預測函數製作為先進控制算法的一種，跟蹤速度快，控制性能良好。如果能將狀態空間預測函數控制和P1-ro技術結合，將能進一步提高批次生產過程生產產品的合格率。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是針對現有PID控制的不足之處，提供一種基於狀態空間預測函數控制優化的批次過程P1-ro控制方法，用來抑制批次過程中出現的超調，以便獲得更好的實際控制性能。該方法通過結合狀態空間預測函數控制和P1-PD控制，得到了一種帶有狀態空間預測函數控制性能的P1-PD控制方法。該方法不僅繼承了狀態空間預測函數控制的優良性能，同時形式簡單並能滿足實際工業過程的需要。
[0004]本發明方法首先基於間歇蒸餾塔內再沸器溫度對象的實時運行數據建立再沸器內溫度對象的狀態空間模型，挖掘出基本的對象特性；然後依據狀態空間預測函數控制的特性去整定相應P1-PD控制器的參數；最後對再沸器內的溫度對象實施P1-PD控制。
[0005]本發明的技術方案是通過數據採集、辯識參數、建立狀態空間模型、預測機理、優化等手段，確立了一種基於狀態空間預測函數控制優化的p1-ro控制方法，利用該方法可有效抑制超調並提聞系統的穩定性。
[0006]本發明方法的步驟包括:
[0007]步驟(1).建立被控對象的狀態空間模型，具體方法是:
[0008]a.通過實時資料庫，建立局部預測模型，具體方法是:建立批次過程的實時運行資料庫，通過數據採集裝置採集實時過程運行數據將採集的實時過程運行數據作為數據驅
動的樣本集合丨。其中，(Pi表示第i組工藝參數的輸入數據，y(i)表示第i組工藝
參數的輸出值，N表示採樣總數；以該對象的實時過程運行數據集合為基礎建立基於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:
【權利要求】
1.狀態空間預測函數控制優化的批次過程P1-ro控制方法，其特徵在於該方法的具體步驟是: 步驟(1).建立被控對象的狀態空間模型，具體方法是: 1-a.通過實時資料庫，建立局部預測模型，具體是:建立批次過程的實時運行資料庫，通過數據採集裝置採集實時過程運行數據將採集的實時過程運行數據作為數據驅動的樣本集合丨.;其中，(J)i表示第i組工藝參數的輸入數據，y(i)表示第i組工藝參數的輸出值，N表示採樣總數；以該對象的實時過程運行數據集合為基礎建立基於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 優先權日:2014年1月22日
【發明者】張日東, 李海生, 鄒洪波, 鄭松, 吳鋒 申請人:杭州電子科技大學