[发明专利]一种高准确度预测方法及装置

说明书

本发明公开了一种高准确度预测方法和装置，包括：通过预置的一阶惯性逆运算公式对待处理信号进行连续五次一阶惯性逆运算；求取第一输出信号、第二输出信号、第三输出信号、第四输出信号和第五输出信号的和；通过预置的五阶惯性运算公式对第六输出信号进行五阶惯性运算；通过预置的一阶惯性运算公式对第八输出信号进行连续五次一阶惯性运算；将第十三输出信号乘以预置第一常数0.1；求取第九至第十四输出信号的和；将减法运算的输出信号乘以预置第二常数1.02得到高准确度预测输出信号。解决了MPC在不确定性问题上存在难以克服的缺陷及设置较多的耦合模型会造成控制系统复杂化的技术问题。

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种高准确度预测方法及装置。

背景技术

在上世纪70年代问世的模型预测控制(Model predictive control，MPC)，是一种典型的预测控制(Predictive control，PC)。经过数十年的发展，MPC已经有了较为丰富的理论论证与仿真验证成果、包括在复杂工业过程控制中应用成功的实例，例如在石油化工控制工程中得到成功的应用。但是MPC在火电厂的过程控制系统中迟迟未得到有效的应用，原因是MPC还多停留在可行性研究和仿真实验研究的阶段。

MPC是一种不依赖误差的控制方法，前提是能够建立准确的预测模型(Predictivemodel，PM)并且输入确定，则系统过程响应的未来能够准确预测。但是在实际中，不确定性是普遍性的，确定性是特殊性的。在某种程度上看，MPC在理论上已经解决了确定性问题。但是对于不确定性问题要如何解决，MPC在理论上并没有给出实质性的答案。因为存在不确定性，不依赖误差的控制实际上难以实现。

确定性对于MPC的应用很重要，但是不确定性正是火电厂过程控制的基本特点所在。在火电厂，为响应用电侧的实时要求，火电厂生产运行时刻面临负荷或发电功率指令的经常性变化，重要输入控制量需要经常性发生变化，使得火电机组的过程控制时刻处于克服外扰与内绕的调整过程中，使得火电厂的过程控制、特别是大滞后过程控制中的不确定性一直是困扰火电厂过程控制的技术难题之一。大滞后是高阶较大惯性和较大纯滞后特性的一种简称。目前看，抑制不确定性的最有效方法仍然是包括PID(Proportionintegration differentiation)在内的闭环控制或反馈校正模型。

尽管MPC包括依赖预测模型的预测方法在理论上已经很完善了，但是在实际中，由于MPC在不确定性问题上存在难以克服的缺陷，所以问题得不到彻底解决；并且依赖预测模型的MPC始终很麻烦，为了获得较好的预测控制性能，需要建立尽量完善的预测系统，例如存在较多的耦合模型，从而使得，控制系统复杂化。

发明内容

本发明提供了一种高准确度预测方法和装置，解决了MPC在不确定性问题上存在难以克服的缺陷及设置较多的耦合模型会造成控制系统复杂化的技术问题。

本发明提供了一种高准确度预测方法，包括：

通过预置的一阶惯性逆运算公式(1+T_Ps)对待处理信号进行连续五次一阶惯性逆运算，依次得到第一输出信号、第二输出信号、第三输出信号、第四输出信号和第五输出信号，其中Tp为预置观测频率带宽ωp的倒数，表示预测时间且单位为s，ωp的单位为rad/s；所述待处理信号具体为火电厂过程控制中的负荷；

求取第一输出信号、第二输出信号、第三输出信号、第四输出信号和第五输出信号的和，得到第六输出信号；

通过预置的五阶惯性运算公式对所述第六输出信号进行五阶惯性运算，得到第七输出信号，并将所述第七输出信号作为减法运算的被减输入信号；

将所述减法运算的输出信号作为第八输出信号，并通过预置的一阶惯性运算公式对所述第八输出信号进行连续五次一阶惯性运算，依次得到第九输出信号、第十输出信号、第十一输出信号、第十二输出信号和第十三输出信号；