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一种适用于流程工业预测控制的稳态优化方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2022-05-03 15:56:53
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：浙江省温州市| 姚情秘 | 2023-01-25 20:03:57
本发明公开了一种适用于流程工业预测控制的稳态优化方法，包括：步骤一、构建原始稳态优化问题，设原始稳态优化问题为优化问题一；步骤二、构建松弛优化问题，设松弛优化问题为优化问题二；步骤三、采用层次分析法计算所有松弛变量权重；步骤四、计算优化问题二的最优值，构建补充约束；步骤五、改造优化问题一，设改造后且必存在可行域的稳态优化问题为优化问题三；步骤六、求优化问题三的最优解，并将其送入后续的动态控制层，同时，返回步骤四，继续下一控制周期的计算。针对稳态优化问题可行域不存在的情况，利用松弛优化问题的结果，重新构造了稳态优化的数学描述形式，确保稳态优化具有经济优化的意义和效果。
本发明涉及预测控制领域，具体涉及一种适用于流程工业预测控制的稳态优化方法。对于上述两点不足，本发明提供一种适用于流程工业预测控制的稳态优化方法。在该优化方法中，针对原始稳态优化问题（优化问题一）可行域不存在的情况，利用松弛优化问题（优化问题二）的结果，重新构造了稳态优化的数学描述形式（优化问题三），确保稳态优化具有经济优化的意义和效果。
伴随着流程工业的发展，生产者对生产过程的要求也逐渐提高。生产过程不仅要保证产能足够，而且要尽可能地保证产品质量和最大化经济效益。对此，传统的PID控制技术难以迎合生产者的上述要求。在这种背景下，基于优化技术的预测控制技术逐渐地被广泛应用于流程工业。
发明人 褚健 刘磊 金晓明 冯凯王家栋
禇健，男，汉族，1963年4月生，浙江淳安人。浙江大学工业控制研究所日本京都大学化工系联合培养，工业自动化专业毕业，研究生学历，博士，教授。1989年3月参加工作，1984年11月加入中国共产党。
在本发明中，构建不可行问题的约束松弛问题时，目标函数全面地考虑了所有软约束的松弛影响，避免了迭代方式下的存在的被控变量过度变化问题；并利用层次分析法对松弛因子的权重系数建模，给出了权重系数计算方法。 在本发明中，针对原稳态优化问题不存在可行域的情况，改进后的稳态优化问题将松弛代价引入约束条件而非目标函数，不仅保留了控制器对经济的优化作用；而且保证了工程师对约束松弛代价的评估和控制器对经济效益的评估之间的独立性，避免了现有方法中、工程师综合考虑松弛代价和经济效益两种目标时的权衡因子的不确定性。
在本发明中，含有补充约束的改进后的稳态优化问题不仅适用于原稳态优化问题不可行的情况，也适用于原稳态优化问题可行的情况，即，采用改进后的稳态优化方法可以统一处理稳态优化问题，无需单独判断原问题是否存在可行域，是一种完备的稳态优化方法，具有通用性。技术合作，遣派学者专家到国外或者其他地区的高校，研究机构或者生产企业与对方的学者，专家合作进行研究设计，或者双方学者，专家轮流到对方学校，研究机构或者企业进行研究。
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