[发明专利]一种基于信号补偿的工业过程控制方法

说明书

本发明属于工业生产过程控制技术领域，涉及一种基于信号补偿的工业过程控制方法。将该生产过程被控对象用确定线性模型和未建模动态描述，将未建模动态用精确求取的前一时刻未建模动态和其变化率来表示，并通过设计消除前一时刻未建模动态补偿器和消除其变化率的补偿器，叠加于基于确定线性模型设计的PID控制器，从而得到由PID控制算法和未建模动态补偿算法组成的基于信号补偿的PID控制方法，该方法能够改善工业生产过程的控制精度，满足工艺规定的控制要求。

技术领域

本发明属于工业生产过程控制技术领域，尤其涉及一种基于信号补偿的工业过程控制方法。

背景技术

工业过程是由一个或多个工业装备组成的生产工序，其功能是将进入的原料加工成为下道工序所需要的半成品材料，多个生产工序构成了全流程生产线。为了使得该过程的运行指标在目标值范围内，使产品质量和效率尽可能高，使成本和能耗尽可能低，实现工业过程的优化控制，基础要求是将回路控制层的输出精准的跟踪其设定值。

工业过程回路控制的被控对象大都具有非线性、多变量强耦合、不确定性、机理模型复杂、难以建立精确的数学模型等动态特性，但由于其运行在工作点附近，因此在工作点附近可以用线性模型和未建模动态来表示，其未建模动态的稳态大都是常数。由于PID控制器的积分作用，可以消除跟踪误差，当被控对象受到未知与频繁的随机干扰，始终处于动态，从而使积分器失效，难以获得好的控制性能。基于数据与模型相结合的先进控制方法，如基于智能控制受到工程界的广泛关注，但由于其方法的复杂性，难以直接应用到实际工业过程中。如工业换热过程经常受到频繁的随机不可测干扰的影响，使得被控对象模型参数发生未知随机变化，导致控制器的积分作用失效。

因此，为解决上述问题，探索一类计算简单，易于工业应用的控制方法具有较大的理论和实践意义。

发明内容

针对现有存在的技术问题，本发明提供一种基于信号补偿的工业过程控制方法，当被控对象受到频繁的随机不可测干扰的影响时，能够解决现有技术难以将被控输出控制在工艺规定的目标值范围的问题。

为了达到上述的目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明提供一种基于信号补偿的工业过程控制方法，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。

可选地，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。

可选地，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；