[发明专利]一种基于预测控制的脱硫系统pH值控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于预测控制的脱硫系统pH值控制方法，其特征是，包括：

获取PH设定值，

基于带扰动控制的广义预测控制模型对PH设定值进行处理；

基于处理结果进行滚动优化；

基于优化结果对PH设定值进行反馈校正。

2.根据权利要求1所述的基于预测控制的脱硫系统pH值控制方法，其特征是，所述带扰动控制的广义预测控制模型为：

其中，为t时刻基于已知的测量信息进行被调量j步采样的预测估计值，Δu(t+j-1)为需进行控制目标函数最优化计算的未来控制量增量向量，Δ＝1-z^-1为差分运算，N₁与N₂分别为被调量预测时域起始时刻与最终结束时刻，N_u为控制时域，δ(j)和λ(j)分别为被调量与设定值偏差的权向量与控制量增量的权向量，预测时域、控制时域以及权向量为预测控制的整定设计参数，r(t+j)为参考设定值序列。

3.根据权利要求2所述的基于预测控制的脱硫系统pH值控制方法，其特征是，所述t时刻基于已知的测量信息进行被调量j步采样的预测估计值基于集成可测扰动的CARIMA受控自回归滑动平均模型进行被调量的N步周期的预测计算得出，所述集成可测扰动的CARIMA受控自回归滑动平均模型为：

其中，ξ(t)为t时刻可测扰动值，e(t)为白噪声其均值为0，A，B与C为被动对象的系统计算多项式，d和d_D为控制量以及可测扰动与被调量的纯延迟周期，为可测扰动对被调量的影响模型。

4.根据权利要求1所述的基于预测控制的脱硫系统pH值控制方法，其特征是，t时刻的控制量增量向量Δu(t)的表达式为：

Δu(t)＝kG^T(r-Sy_c-G_pΔu_c-HΔξ-H_pΔξ_c)

其中，k为矩阵K^-1的第一行，Δu_c＝Δu(t-1)，Δξ_c＝Δξ(t)，y_c＝y(t)，G_p，H_p，S分别代表过去被调量数据、当前被调量以及扰动量数据对未来预估值的影响矩阵，Δξ为可测扰动增量矩阵，r＝[r(t+d+1) r(t+d+2) L r(t+d+N₂)]^T为参考设定值向量，G为被调量阶跃响应矩阵，可测扰动矩阵H由控制量-被调量传递滞后时间d与可测扰动-被调量传递滞后时间d_D的时间差α决定，α＝d-d_D，根据α与0的大小关系可获得三种不同结构的可测扰动矩阵H：

式中，h_i为可测扰动矩阵H中基本元素，可测扰动矩阵H的维数为N₂×N₂。

5.一种基于预测控制的脱硫系统pH值控制系统，其特征是，包括：

采集模块，用于获取PH设定值；

模型处理模块，用于基于带扰动控制的广义预测控制模型对PH设定值进行处理；

优化模块，用于基于处理结果进行滚动优化；

校正模块，用于基于优化结果对PH设定值进行反馈校正。

6.根据权利要求5所述的基于预测控制的脱硫系统pH值控制方法，其特征是，所述带扰动控制的广义预测控制模型为：

其中，为t时刻基于已知的测量信息进行被调量j步采样的预测估计值，Δu(t+j-1)为需进行控制目标函数最优化计算的未来控制量增量向量，Δ＝1-z^-1为差分运算，N₁与N₂分别为被调量预测时域起始时刻与最终结束时刻，N_u为控制时域，δ(j)和λ(j)分别为被调量与设定值偏差的权向量与控制量增量的权向量，预测时域、控制时域以及权向量为预测控制的整定设计参数，r(t+j)为参考设定值序列。