[发明专利]基于模型预测控制MPC的受迫斜坡变化的应用

权利要求书

1.一种片材制作系统的模型预测控制的方法，其包括：

为一个或多个受操纵的变量MV分配目标；

针对已经为其分配目标的所述一个或多个MV选择延迟和斜坡；

为一个或多个受控变量CV分配目标；

选择用于所述一个或多个受控变量CV的延迟和斜坡率；

基于所述目标以及所选择的延迟和斜坡而针对已经为其分配目标的所述一个或多个MV来计算轨迹；

基于所述目标以及基于所选择的延迟和斜坡而针对至少一个受控变量来计算轨迹；

通过使成本函数最小化而针对不具有预分配的目标的任何MV来计算移动，所述成本函数使CV从所计算的轨迹的偏差不利并且还使MV移动不利；并且

通过针对等级改变，允许时间延迟并且以预选择的斜坡率创建从初始设置点到最终设置点的斜坡来生成参考轨迹，其中生成的参考轨迹被表示为：

其中是生成所述参考轨迹的传递函数的(n_y x H_p) x n_y 维矩阵，其中n_y是CV的总量，H_p是控制层的长度，并且是当前设置点；并且

使用使成本函数最小化的所计算的MV移动和所述参考轨迹来实现等级改变，使得从具有第一等级的产品的生产向具有第二等级的产品的生产转变。

2.权利要求1所述的方法，其中片材制作系统包括一个或多个致动器，并且其中所述一个或多个MV用来控制所述一个或多个致动器。

3.权利要求1所述的方法，其中片材制作系统包括造纸系统。

4.权利要求3所述的方法，其中CV包括以下中的一个或多个：纸张的干重、纸张的湿气含量、以及纸张的灰含量，并且MV包括以下中的一个或多个：湿润原料流、填充物流、与造纸机中的干燥器区段相关联的蒸汽压、以及与造纸机相关联的机器速度。

5.权利要求1所述的方法，其中用于CV中的一个或多个的目标包括用于第二等级的配方。

6.一种控制材料的片材的生产的系统，其在机器方向MD上移动，所述系统包括：

沿着MD定位的多个致动器（112、114、116），其中所述多个致动器中的每个是可控制的以使材料的性质变化；

用于测量和获取材料的片材的性质数据（120）的装置；以及

用于在预选择的时间段内发起和监视从材料的片材的第一等级的生产向材料的片材的第二等级的转变的模型预测控制器MPC，其中MPC响应于指示材料的性质的信号而向所述多个致动器（112、114、116）提供信号以使材料的性质变化；

控制器包括处理单元，被配置为：

通过针对等级改变，允许时间延迟并且以预选择的斜坡率创建从初始设置点到最终设置点的斜坡来生成参考轨迹，其中生成的参考轨迹被表示为：

其中是生成所述参考轨迹的传递函数的(n_y x H_p) x n_y 维矩阵，其中n_y是CV的总量，H_p是控制层的长度，并且是当前设置点；并且

使用使成本函数最小化的所计算的MV移动和所述参考轨迹来实现等级改变，以从片材的第一等级的产品的生产向片材的第二等级转变。

7.权利要求6所述的系统，其中MPC被配置成自动地确定适当的过程输出参考轨迹延迟以实现过程输入移动的最佳协调。

8.权利要求6所述的系统，其中在包括压头箱的脱水机器的移动可渗水的线材上形成含水的纤维的湿润原料，所述压头箱具有湿润原料通过其排放的多个孔径。

9.权利要求6的系统，其中致动器紧密结合并且对移动材料的连续片材进行成形。

10.权利要求6所述的系统，其中片材材料包括选自由以下构成的组的材料的连续片材：纸、金属、橡胶和塑料。