[发明专利]使用混合整数非线性规划的过程优化

权利要求书

1.一种用于确定连续过程的最优操作状态的计算机实现方法，所述方法包括：

通过控制系统从所述连续过程内的传感器接收数据，所述数据表示在所述连续过程内的过程单元的当前状态；

通过所述控制系统实时地模拟至少一个单元模型结合混合整数非线性规划MINLP求解器的操作，所述单元模型经由至少一个第一原理方程式表示所述过程单元，所述至少一个第一原理方程式包括无界自由因变量，所述无界自由因变量等于以[0,1]定界的自由自变量与表示所述过程单元的属性的模型变量乘性地组合；

通过所述控制系统在所述模拟期间在活动状态和失活状态之间切换所述单元模型，其中所述切换包括实现MINLP开关，所述MINLP开关对于所述单元模型是非侵入的并且所述MINLP开关被配置为识别所述第一原理方程式的要附接和修改的所述模型变量；以及

基于所述模拟和所述切换，通过所述控制系统生成所述连续过程的操作状态，其中所述操作状态满足所述连续过程的至少一个操作约束。

2.如权利要求1所述的方法，其中当所述自由自变量等于一时，所述单元模型处于所述活动状态，并且其中当所述自由自变量等于零时，所述单元模型处于所述失活状态。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述MINLP开关包括包含所述模型变量、以[0,1]定界的所述自由自变量以及所述无界自由因变量的方程式。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述实现所述MINLP开关进一步包括根据一个或多个MINLP参数来实现所述方程式，其中所述MINLP参数包括用于在所述活动状态和所述失活状态之间切换所述单元模型的阈值。

5.如权利要求1所述的方法，其中在所述单元模型处于所述失活状态的同时，所述过程单元有助于所述连续过程。

6.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

将生成的操作状态与所述连续过程的当前操作状态比较以产生过程改变；以及

在所述连续过程中实现所述过程改变。

7.一种系统，包括：

传感器，生成表示在连续过程内的过程单元的当前状态的数据；以及

控制系统，所述控制系统包括执行计算机可执行组件的处理器，所述组件包括：

模型组件，所述模型组件包括至少一个第一原理方程式，其中所述第一原理方程式表示所述过程单元，其中所述第一原理方程式包括无界自由因变量，所述无界自由因变量等于以[0,1]定界的自由自变量与表示所述过程单元的属性的模型变量乘性地组合；

开关组件，所述开关组件对于所述模型组件是非侵入的并且所述开关组件对所述模型组件的混合整数非线性规划MINLP行为进行编码，其中所述开关组件被配置为识别所述第一原理方程式的要附接和修改的所述模型变量；以及

MINLP求解器组件，所述MINLP求解器组件与所述连续过程的操作实时地模拟所述模型组件的操作。

8.如权利要求7所述的系统，其中所述MINLP求解器组件经由所述开关组件来控制所述模型组件的状态。

9.如权利要求7所述的系统，其中当所述自由自变量等于一时，所述模型组件处于活动状态，并且其中当所述自由自变量等于零时，所述模型组件处于失活状态。

10.如权利要求9所述的系统，其中在所述模型组件处于所述失活状态的同时，所述过程单元有助于所述连续过程。