[发明专利]动态矩阵控制优化的废塑料裂解炉炉膛压力控制方法

说明书

技术领域

本发明属于自动化技术领域，涉及一种基于动态矩阵控制(DMC)优化的废塑料裂解炉炉膛压力比例积分(PI)控制方法。

背景技术

随着现代工业过程的大型化和复杂化,一些传统的控制方法越来越难以满足工业的实际需求。一些先进过程控制技术虽然在理论上能够大大提高生产效率,但由于硬件、成本、实施难度等方面的原因，很难得到应用，所以目前占据主流的仍然是PID控制。目前废塑料裂解炉炉膛压力的控制通常采用比例积分(PI)控制。动态矩阵控制作为先进控制方法的一种，对模型要求低，计算量少，处理延时的方法简单易行，如果能将动态矩阵控制算法和PI技术结合，将动态矩阵控制的性能赋给PI控制，那将更加有利于生产效率的提高，同时也能够推动先进控制的发展。

发明内容

本发明的目的是针对现有先进控制方法的应用不足之处，提供一种基于动态矩阵控制优化的废塑料裂解炉炉膛压力PI控制方法，以获得更好的实际控制性能。该方法通过结合动态矩阵控制和PI控制，得到了一种带有动态矩阵控制性能的PI控制方法。该方法不仅继承了动态矩阵控制的优良性能，同时形式简单并能满足实际工业过程的需要。

本发明方法首先基于废塑料裂解炉炉膛压力对象的阶跃响应数据建立炉膛压力对象的模型，挖掘出基本的对象特性；然后依据动态矩阵控制的特性去整定相应PI控制器的参数；最后对废塑料裂解炉炉膛温度对象实施PI控制。

本发明的技术方案是通过数据采集、建立动态矩阵、建立预测模型、预测机理、优化等手段，确立了一种基于动态矩阵控制优化的PI控制方法，利用该方法可有效提高控制的精度与稳定性。

本发明方法的步骤包括：

步骤(1).通过过程对象的实时阶跃响应数据建立被控对象的模型，具体方法是：

a.给被控对象一个阶跃输入信号，记录被控对象的阶跃响应曲线。

b.将a步骤得到的阶跃响应曲线进行滤波处理，然后拟合成一条光滑曲线，记录光滑曲线上每个采样时刻对应的阶跃响应数据，第一个采样时刻为T_s，相邻两个采样时刻间隔的时间为T_s，采样时刻顺序为T_s、2T_s、3T_s……；被控对象的阶跃响应将在某一个时刻t_N＝NT后趋于平稳，当a_i(i＞N)与a_N的误差和测量误差有相同的数量级时，即可认为a_N近似等于阶跃响应的稳态值。建立对象的模型向量a：

a＝[a₁,a₂,…a_N]^Τ

其中Τ为矩阵的转置符号，N为建模时域。

步骤(2).设计被控对象的PI控制器，具体方法是：

a.利用上面获得的模型向量a建立被控对象的动态矩阵，其形式如下：