[发明专利]化工过程预测控制系统经济目标优化自适应退避的选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油、化工等流程工业控制系统经济性能优化领域，特别地，涉及一种化工过程预测控制系统经济目标优化自适应退避的选择方法。

背景技术

近年来，以预测控制技术(MPC，Model Predictive Control)为代表的先进控制策略(APC，Advanced Process Control)已在石油、化工、造纸、制药等流程工业中得到了广泛应用，为企业的安全生产、环保、高产、低耗等提供了重要保障，经济效益有了显著提高。然而，APC的推广和投运仍存在一些亟待解决的问题。一方面，APC需要增加投资和维护成本，能否在投运前给出较为全面和精准的投资与收益分析，是企业关心的问题之一。另一方面，大部分预测控制器投运初期有良好的控制效果，但随着时间的推移，原料供应、生产目标、操作条件、生产环境等因素发生了变化，APC控制器逐渐偏离初始设定状态，性能下降，甚至无法正常运行以致切换回传统手动控制，造成投资浪费，无法达到预期最大效益。因此流程工业需要一套系统的、可行的经济性能评估方案。

目前常见的性能评估方法是最小方差控制基准(MVC，Minimum VarianceControl)，通过将过程实际数据与最小方差基准对比，评估系统性能的可提升余量。但由于MVC以系统输出最小可能的方差作为评估基准，并未考虑到控制作用的限制，仅为一种理想化的理论值，通常会得到高于实际可达的评估结果，并且控制鲁棒性欠佳，对于实际生产过程缺乏可行性，其研究鲜见于工业应用。由于现代工业过程的大规模化，复杂化，各回路相互耦合，多变量MPC得到了广泛应用并且具有良好的发展前景，针对工业过程多变量MPC的经济性能评估具有很好的应用价值。目前工业过程中对于MPC的目标设定值通常根据经验设置，其是否最优尚缺少有效的评估方法，存在较大的经济性能提升空间；同时扰动等不确定性导致过程变量不可避免的存在波动，为保证生产的安全性，对于过程变量的约束通常人工设定退避值，其设置过大则会导致保守性，损失经济效益，因此根据生产变化的最优自适应退避机制具有重要的实用价值。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种化工过程预测控制系统经济目标优化自适应退避的选择方法。

化工过程预测控制系统经济目标优化自适应退避的选择方法包括以下步骤：

1)根据生产指标选取化工过程设备控制变量MV与输出变量CV，采集其稳定运行阶段的代表性过程数据，计算当前工况点均值及方差；

2)确定各个生产单元经济目标θ(y_j)及性能指标J：

J=E[θ]=∫yjθ(yj)f(yj,μ,σ)dyj]]>

其中y_j为生产控制系统输出，μ和σ分别为生产过程输出的数学期望和标准差，