[发明专利]一种基于信号补偿的工业过程控制方法

权利要求书

1.一种基于信号补偿的工业过程控制方法，其特征在于，包括：

101、采集预设时间段内蒸汽换热过程中的实时数据，所述实时数据包括：蒸汽调节阀门开度和蒸汽流量实际值；

102、采用预先建立的蒸汽流量机理模型和所述实时数据，建立蒸汽流量控制器设计模型；

103、根据建立的蒸汽流量控制器设计模型，确定蒸汽流量控制器驱动模型；

104、根据所述蒸汽流量控制器驱动模型和所述实时数据，获取基于信号补偿的工业过程控制器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤101包括：

采集预设时间段内蒸汽换热过程中的蒸汽流量瞬时值；

采用一阶惯性滤波方法对蒸汽流量瞬时值进行滤波，得到作为蒸汽流量实际值的有效滤波值；

将有效滤波值和采集的蒸汽调节阀门开度进行存储。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤102中的预先建立的蒸汽流量机理模型，包括：

其中，τ为蒸汽调节阀门的时间常数；

S为蒸汽管路的横截面积；k₂为蒸汽调节阀门特性常数，ζ_min和ζ_max分别为蒸汽调节阀门最小和最大阻力系数、ΔP₁(t)为阀门前后压差；ρ_v(P₁(t),T₁(t))为蒸汽密度、P₁(t)为压力、T₁(t)为蒸汽温度、u(t)为蒸汽调节阀门开度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤102包括：

对公式1)进行离散化，并在控制目标值附近线性化为由确定性线性模型和未建模动态，如公式2)；

A(z^-1)y(k+1)＝B(z^-1)u(k)+v(k) 2)

A(z^-1)y(k+1)＝B(z^-1)u(k)为确定线性模型，

A(z^-1)＝1+a₁z^-1，B(z^-1)＝b₀，a₁和b₀均为常数；

其中，v(k)是关于u(t)和y(t)的未建模动态；v(k)＝v(k-1)+Δv(k)；v(k-1)＝y(k)+a₁y(k-1)-b₀u(k-1)；

公式2)为：A(z^-1)y(k+1)＝B(z^-1)u(k)+v(k-1)+Δv(k)。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤103包括：

令A^*(z^-1)＝A(z^-1)-1，则y^*(k)＝-A^*(z^-1)y(k)+B(z^-1)u(k-1)为蒸汽流量控制器驱动模型。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤104包括：

采用公式2)中线性部分A(z^-1)y(k+1)＝B(z^-1)u(k)设计PI控制器，

获取前一时刻未建模动态v(k-1)，并通过设计消除跟踪误差e(k+1)的补偿器来消除Δv(k)的影响，将该补偿器产生的补偿信号u₂(k)、u₃(k)叠加到PI控制器的输出u₁(k)上，得到基于未建模动态的蒸汽流量PI控制器为：

u(k)＝u₁(k)+u₂(k)+u₃(k)；

其中，u₁(k)、u₂(k)、u₃(k)分别表示PI控制器输出值、前一时刻未建模动态补偿器输出值、未建模动态变化率补偿器输出值。

7.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，存储器存储程序，所述处理器执行所述存储器中的程序，具体包括执行上述权利要求1至6任一所述的方法。