炼化装置耦合单元的优化控制方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种炼化装置耦合单元的优化控制方法装置，其中该方法包括获取基于相对增益矩阵回路配对的闭环动态反馈解耦补偿器D(s)，对被控对象G(s)进行解耦，将G(s)转化成广义对象针对广义对象设计其内模控制器C(s)；计算模糊输入量，过程输出与过程模型输出偏差e(t)和偏差变化率确定模糊规则，得到内模控制器参数与e(t)和之间的模糊关系；通过对模糊规则的分析、处理、查表和运算来在线修正控制器参数λi值，修正依据下式进行：λi＝λi0+{Ei,ECi}λi其中，λi0为根据对象模型参数的辨识结果和操作经验来对滤波器时间常数,λi设定一个初值，{Ei,ECi}λi表示经过模糊逻辑推理计算后对λi的在线修正。该方法能够实现被控系统的全流程自动控制，进一步更好的抑制干扰。
【专利说明】
炼化装置耦合单元的优化控制方法及装置
技术领域
[0001] 本发明涉及控制技术领域，尤其涉及一种炼化装置耦合单元的优化控制方法及装 置。
【背景技术】
[0002] 当前，全国有1000多套炼油和化工生产装置，由于化工过程中反应复杂，在炼油化 工的生产现场，存在自控率低、投入自动运行的控制回路效果不好、装置操作工劳动强度 大、装置运行不平稳等问题。针对这些问题，众多科研人员从不同侧面开展了各种研究，把 问题归结为"大时滞"、"非线性"、"对象复杂"、"干扰频繁"、"PID控制器不好用"等很多方 面，并且提出了众多的解决方案，但仍然没有解决普遍存在的问题。特别是对于其耦合单 元，由于各回路间存在关联作用，简单的单回路控制已不能达到理想的控制效果，工程人员 通常将多变量对象解耦为独立单回路对象进行控制。但常用的解耦方法往往存在解耦器设 计复杂、不能完全解耦、控制效果不理想等问题。
[0003] 在生产现场，装置在根据市场需求、原料状况、厂调度安排等进行提量、降量时，如 果装置很多回路处于手动，需要操作工密集调整装置各位置的量:如加热炉出口温度、塔的 进料及液位、塔回流等，操作工劳动强度大、装置控制精度低、波动大，也不利于节能降耗。 即使在装置正常操作时，由于存在手动回路较多、部分投入自动的回路效果不好、装置及单 元设备控制回路不够合理和完善，操作工的劳动强度也很大，装置存在波动、控制精度较 低、能耗较高。如果实施全流程的自动，就能大幅度降低操作工劳动强度、装置操作平稳高 效、能耗得到降低。
[0004] 内模控制作为先进控制中的一种新型控制策略，因其具有设计原理直观简便，且 易于调整、鲁棒性强等特点，在复杂工业过程多变量控制中被大量应用。但内模控制是一种 基于被控对象模型的控制方法，模型的准确程度、参数的变化，都会直接影响系统性能。而 在工业现场被控对象参数往往是时变的，模型的失配程度因而不断改变，而且在控制过程 中总是存在随机干扰的，如果采用固定的控制器参数，控制的精度就难以得到保证。模糊控 制是一种反映人类智慧思维的智能控制，易于处理具有复杂性、模糊性的受控对象或系统， 无需知道被控对象的精确数学模型，只需要提供专家知识和熟练操作人员的经验或现场操 作数据，因而使得其控制机理和决策易于理解与接收，利于应用和推广。但是模糊控制的精 度受到经验规则和量化等级的限制，另外，对于普通的模糊控制而言，它类似于比例微分的 控制方式，容易产生非零的稳态误差，所以它属于有差调节。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。
[0006] 为此，本发明的第一个目的在于提出一种炼化装置耦合单元的优化控制方法，该 方法能够实现被控系统的全流程自动控制，进一步更好的抑制干扰。
[0007] 本发明的第二个目的在于提出一种炼化装置耦合单元的优化控制装置。
[0008] 为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种炼化装置耦合单元的优化控制 方法，包括以下步骤:获取基于相对增益矩阵回路配对的闭环动态反馈解耦补偿器D(S)对 被控对象G(s)进行解耦，将所述G(s)转化成广义对象;针对所述广义对象，设计 其内模控制器C( s);计算模糊输入量，过程输出与过程模型输出偏差e (t)和偏差变化率 );确定模糊规则，得到内模控制器参数与e(t)和?(〇之间的模糊关系;通过对所述模糊 规则的分析、处理、查表和运算来在线修正控制器参数值，修正依据下式进行： 為=為。+ 其中，λ ι()为根据对象模型参数的辨识结果和操作经验来对滤波器时 间常数设定一个初值，彳表示经过模糊逻辑推理计算后对λ,的在线修正。
[0009] 根据本发明实施例的炼化装置耦合单元的优化控制方法，设计基于相对增益矩阵 的闭环动态反馈解耦补偿器对被控对象进行解耦，针对解耦后的广义对象特性设计内模控 制器，最后利用模糊控制原理，整定控制器参数，该方法能够实现被控系统的全流程自动控 制，进一步更好的抑制干扰。
[0010] 在本发明的一个实施例中，所述获取基于相对增益矩阵回路配对的闭环动态反馈 解耦补偿器D(s)对被控对象G(s)进行解耦，将所述G(s)转化成广义对象具体包括:所 述相对增益矩阵(RGA)在相互耦合的几个控制回路中选择各通道的被控主回路IVk，即，由 第k个输入控制第i个输出；所述闭环动态反馈解耦器D(s)的第i行第k列元素 Dlk(s)元素设 置为1，即Dlk(s) = l;所述闭环动态反馈解耦器D(s)除Dlk(s)以外的元素设计为：
，所述控制对象含有非最小相位部分时，对所述闭环动态反馈解 耦器D(s)进行时滞补偿，补偿后的所述闭环动态反馈解耦器D(s)可表示为：
h保证所述广义对象
的相对增益矩阵3((?的任一元素均不小于零，即> 0其中
[0011] 在本发明的一个实施例中，所述控制对象含有非最小相位部分时，对所述闭环动 态反馈解耦器D(s)进行时滞补偿具体包括:计算~^ 确定广义系统元素 Hlk (8):巧;(?￡?^?(^_〇)，其中，6 1"8)是611{(8)的最小相位部分，计算01办）的时滞1 (Dij)，进而确定解耦器元素 Dij(s): T(Dij) = T(Gij)-T(Hik)。
[0012] 为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种炼化装置耦合单元的优化控制 装置，其特征在于，包括:解耦模块，用于获取基于相对增益矩阵回路配对的闭环动态反馈 解耦补偿器D(s)对被控对象G(s)进行解耦转化成广义对象0(4;设计模块，针对所述广义 对象，设计其内模控制器C(s);控制模块，计算模糊理输入量过程输出与过程模型输 出偏差e(t)和偏差变化率?(?)，确定模糊规则，得到内模控制器参数与e(t)和^>)之间的模 糊关系，通过对模糊规则的分析、处理、查表和运算来在线修正控制器参数11值，修正依据 下式进行:Λ=為。+{￡；·,五其中，λ1()为根据对象模型参数的辨识结果和操作经验来对 滤波器时间常数定一个初值，丄丨表示经过模糊逻辑推理计算后对~的在线修 正。
[0013] 根据本发明实施例的炼化装置耦合单元的优化控制装置，解耦模块设计基于相对 增益矩阵的闭环动态反馈解耦补偿器对被控对象进行解耦，设计模块针对解耦后的广义对 象特性设计内模控制器，最后控制模块利用模糊控制原理，整定控制器参数，该装置能够实 现被控系统的全流程自动控制，进一步更好的抑制干扰。
[0014] 在本发明的一个实施例中，所述解耦模块具体用于:所述相对增益矩阵在相互耦 合的几个控制回路中选择各通道的被控主回路TV k，即，由第k个输入控制第i个输出；所述 闭环动态反馈解耦器D(s)的第i行第k列元素 Dlk(s)元素设置为1，即Dlk(s) = l;所述闭环动 态反馈解耦器D(s)除Dlk(s)以外的元素设计为：
所述控制对象含有 非最小相位部分时，对所述闭环动态反馈解耦器D(s)进行时滞补偿，补偿后的所述闭环动 态反馈解耦器D(s)可表示为：
其中，Tik = T(Gik)-Ti， K = ，保证所述广义对象I的相对增益矩阵2((?的任一元素均不小于零，即
[0015] 在本发明的一个实施例中，所述解耦模块还用于:计算^
，确定广 义系统元素 Hik(s)
，其中，Gik-(s)是G ik(s)的最小相位部分，计算Dij (s)的时滞 T(Dij)，进而确定解耦器元素 Dij(s):T(Dij) = T(Gij)_T(Hik)。
[0016] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0017] 本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得 明显和容易理解，其中，
[0018] 图1为根据本发明一个实施例的炼化装置耦合单元的优化控制方法的流程图；
[0019] 图2为根据本发明一个实施例的闭环动态反馈解耦器的解耦控制系统的结构示意 图；
[0020] 图3为根据本发明一个实施例的模糊控制器的结构示意图；
[0021] 图4为根据本发明一个实施例的炼化装置耦合单元的优化控制装置的结构示意 图。
【具体实施方式】
[0022] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0023] 下面参考附图描述本发明实施例的炼化装置耦合单元的优化控制方法及装置。
[0024] 图1为根据本发明一个实施例的炼化装置耦合单元的优化控制方法的流程图。
[0025] 如图1所示，该炼化装置耦合单元的优化控制方法可以包括：
[0026] S1，获取基于相对增益矩阵回路配对的闭环动态反馈解耦补偿器D(s)对被控对象 G(s)进行解耦转化成广义对象t
[0027]其中，例如，对于一个给定的ηΧη维被控对象G(s)，系统的RGA为：
[0029] 根据相对增益矩阵进行回路配对原则，选择尽量接近1的回路为最优配对回路， 避免λ^ = 0或λ^<〇的回路进行配对。进而可以根据配对原则设计闭环动态反馈解耦补偿 器。
[0030] 需要说明的是，在本发明的实施例中，相对增益矩阵在相互耦合的几个控制回路 中选择各通道的被控主回路IVk，即，由第k个输入控制第i个输出；闭环动态反馈解耦器D (s)的第i行第k列元素 Dlk(s)元素设置为1，即Dlk(s) = l;闭环动态反馈解耦器D(s)除Dlk(s) 以外的元素设计为：
>控制对象含有非最小相位部分时，对闭环动 态反馈解耦器D(s)进行时滞补偿，补偿后的闭环动态反馈解耦器D(s)可表示为：
保证广义对象
的相对增益矩阵/4(0)的任一元素均不小于零，
[0031] 需要说明的是，在本发明的实施例中，控制对象含有非最小相位部分时，对闭环动 态反馈解耦器D(S)进行时滞补偿具体包括:计算τ1:
，确定广义系统元素 Hlk 其中，Glk-(s)是Glk(s)的最小相位部分，计算D^(S)的时滞τ (Dij)，进而确定解耦器元素 Dij(s): T(Dij) = T(Gij)-T(Hik)。
[0032] 举例而言，假设被控对象是3 X 3的，且经过回路配对后，最优的控制回路为，i =1，2，3，闭环动态反馈解耦器D(s)的解耦控制系统方块图如图2所示。由图2可知，系统变 量满足如下关系：
[0033] U(s)=D(s)M(s) (2)
[0034] 其中，
[0038]将该补偿器作用到被控制对象上，得到解耦后的广义对象?(Λ-):
[0040]将Dij (s)带入，并对D (s)进行分解，有：
[0042] 对D(s)求逆，有
[0043] D_1(s)=G_1(s)Ga(s) (6)
[0044] 其中，
[0046] 进而可以得到解耦后的对象为：
[0048]设采用闭环动态解耦反馈解耦装置对系统进行解耦补偿后的开环传递函数H(s)， 则由补偿器的性质可知：
[0050]当被控对象包含时滞部分时，为了保证Du(S)的可实现性，其时滞必需满足：
[0051 ] r(/>..)>0, V/,/e/7, ?Φ]
[0055] 由闭环动态反馈解耦装置的解耦结构分析可知，
[0056] D(s)=H_1(s)G(s) (9)
[0057] T(Dij)可表示为
[0058] τ(〇υ) = τ(6υ)-τ(Η?) (10)
[0059] 要保证VDu) 2 0,只要令H(s)包含控制对象的最小时滞即可，即
[0060] τ(Η?) = τ? (11)
[0061] 从而解耦后的对角元Η?可以表示为：
[0062] Hh(s) = e^G^is) (12)
[0063] 其中Gii-(s)是Gii(s)的最小相位部分。
[0064] 也就是说，当控制对象含有最小相位部分时，为了保证系统的稳定性和可实现性， 必须对解耦器D(s)进行时滞补偿，补偿后的解耦器D(s)可表示为
[0066] 要实现多变量系统的解耦控制，不仅要设计出系统的解耦控制器，而且要分析系 统的稳定性。只有在保证系统稳定的前提下设计出解耦器，才算完成了现了系统的解耦控 制。内模控制的性质表明，要想实现系统的内模控制，只需要保证两点即可:一是被控对象 是稳定的，二是所设计的内模控制器是稳定的。由此可知，能够证明采用类前馈解耦控制作 用后的广义对象是稳定的，就能保证系统可实现解耦控制。
[0067] 系统的相对增益矩阵可以表征系统的任输入对其他输出通道的影响。通常情况 下，我们希望其为各元素均为大于零的对角占优矩阵。若矩阵中的某一元素小于零时，系统 存在负耦合通道。当我们对其他回路进行开、闭环切换时，就会导致负耦合通道出现不稳定 的现象，从而对整个系统的稳定性产生影响。因此，要保证解耦后的广义系统的稳定 性，我们只需要令的相对增益矩阵冰的任一元素均不小于零即可。也就是说，对于 々⑷的相对增益矩阵:
[0069] 只需&>· >〇,便可实现系统的稳定控制。
[0070] S2,针对广义对象,设计其内模控制器C(s)。
[0071] 具体地，Civ) = ()__1〇)尸(^^其中，为|的最小相位部分，F(s)，保证控 制器可实现的低通滤波器，具有如下形式：
[0073]
，Μ为控制器的唯一可调参数，m为相对阶 次。
[0074] 为了保证控制器的可实现性，m需足够大。当系统解耦为对角阵时，就可以按单变 量系统设计控制系统的内模控制器。由前面的分析可知，解耦后系统的内部模型0m为
[0075] =// ⑴二.6??容{好…好2,, ?'.??，好靡} (16)
[0076] 因含有非最小相位部分，所以需要将其分解为最小相位部分和非最小 相位部&+〇?：)。从而得到内模控制器为：
[0077] (17)
[0078] 其中^(8)=(1丨&8{?11^22，-_^ 1111}为保证控制器可实现的低通滤波器，
，:/ = 152.3，λι为控制器的唯一可调参数，ηι为相对阶次，为了保证控制器 的可实现性，m需足够大。
[0079] 进而，可得内模控制器为：
[0080] C(s) =diag{Cn(s)，C22(s)，C33(s)} (18)
[0082] S3，计算模糊理输入量过程输出与过程模型输出偏差e(t)和偏差变化率(:'U)。
[0083] 建立模糊规则，根据过程输出Y( s)与过程模型输出￥?( s)的偏差E( s) = Y( s )_Ym( s) 和偏差变化率EC(s)进行在线调整。
[0084] S4，确定模糊规则，得到内模控制器参数与e (t)和々(?）之间的模糊关系。
[0085] S5,通过对模糊规则的分析、处理、查表和运算来不断地在线修正控制器参数入， 值，修正依据下式进行：為=為〇+{4:,五其中，&为根据对象模型参数的辨识结果和 操作经验来对滤波器时间常数，\设定一个适当的初值，(尽，Ε? u表示经过模糊逻辑推理 计算后对μ的在线修正。
[0086]举例而言，模糊控制器结构如图3所示。解耦的被控对象为3条相互独立的回路组 成，可以按单变量系统的控制方法设计控制器。对于第i条回路，滤波器参数的整定根据 过程输出yi与过程模型输出W的偏差Ei = yi-ymi和偏差变化率ECi进行在线调整的。对模糊 控制器的输入量:偏差Ei和偏差变化率ECi，根据模糊集理论进行七级语言量化，其语言变量 为{他，匪，吧，2，？3，？1，？8}，分别代表{负大，负中，负小，零，正小、正中、正大}<^4阳(^的隶 属度函数选用三角形、Z-型、S-型隶属度函数相结合的形式，论域依据实际的被控对象进行 选择，\的隶属度函数取为三角函数。
[0087] \的初始值λι()和论域的确定基于对系统的大量仿真，初始值λι()根据系统的模型失 配程度和鲁棒性能分析来确定，要保证\值不为负。对于大时滞或大惯性时间常数的系统， \的初始值Mo应取较大值，以保证系统具有较强的鲁棒性，开始运行时会比较稳定；当系统 时滞或惯性时间常数较小时，X iQ可以取的小一些，以保证系统有较快的响应速度。λι的下界 基于系统的鲁棒稳定性分析来确定，λ的上界基于系统的鲁棒性能分析来确定。在实际应用 中，对于不同的过程对象，还可以通过改变量化因子来调整Μ的论域范围。
[0088] 调整λι的模糊规则建立的依据是：当过程输出和过程模型输出的偏差Ei和偏差的 变化率ECi很大时，需要较大的λ!，当偏差Ei和偏差的变化率ECi很小时，需要较小的λ!。然后 通过大量的仿真实验进行适当调整，最终得到调整1 1的模糊规则表，第一列表示Ei，第一行 表示ECi，如表1所示：
[0089]表1模糊控制规则
[0090]
[0091 ]在工业现场实际应用中，可以根据对象模型参数的辨识结果和操作经验来对滤波 器时间常数Μ设定一个适当的初值λ1()，然后通过对模糊规则的分析、处理、查表和运算来不 断地在线修正Μ值，修正依据下式进行：
[0092] = A,i0 + {Ei^EC.f}
[0093] 式中，表示经过模糊逻辑推理计算后对\的在线修正。
[0094]根据本发明实施例的炼化装置耦合单元的优化控制方法，设计基于相对增益矩阵 的闭环动态反馈解耦补偿器对被控对象进行解耦，针对解耦后的广义对象特性设计内模控 制器，最后利用模糊控制原理，整定控制器参数，该方法能够实现被控系统的全流程自动控 制，进一步更好的抑制干扰。
[0095]与上述实施例提供的炼化装置耦合单元的优化控制方法相对应，本发明的一种实 施例还提供一种炼化装置耦合单元的优化控制装置，由于本发明实施例提供的炼化装置耦 合单元的优化控制方法与上述实施例提供的炼化装置耦合单元的优化控制装置相对应，因 此在前述炼化装置耦合单元的优化控制方法的实施方式也适用于本实施例提供的炼化装 置耦合单元的优化控制装置，在本实施例中不再详细描述。图4为根据本发明一个实施例的 炼化装置耦合单元的优化控制装置的结构示意图。如图4所示，该炼化装置耦合单元的优化 控制装置可以包括:解耦模块10、设计模块20和控制模块30。
[0096] 其中，解耦模块10用于获取基于相对增益矩阵回路配对的闭环动态反馈解耦补偿 器D(s)对被控对象G(s)进行解耦转化成广义对象6α)。
[0097] 设计模块20用于针对广义对象,设计其内模控制器C(s)。
[0098]控制模块30用于计算模糊理输入量过程输出与过程模型输出偏差e (t)和偏差变 化率與丨），确定模糊规则，得到内模控制器参数与e(t)和之间的模糊关系，通过对模糊 规则的分析、处理、查表和运算来在线修正控制器参数Μ值，修正依据下式进行：
[0099] 4 = +
[0100] 其中，λι()为根据对象模型参数的辨识结果和操作经验来对滤波器时间常数\设定 一个初值，彳尽，U表示经过模糊逻辑推理计算后对~的在线修正。
[0101] 在本发明的一个实施例中，解耦模块10具体用于相对增益矩阵在相互耦合的几个 控制回路中选择各通道的被控主回路!Vk，即，由第k个输入控制第i个输出；闭环动态反馈 解耦器D(s)的第i行第k列元素 Dlk(s)元素设置为1，即Dlk(s) = l;闭环动态反馈解耦器D(s) 除Dlk(s)以外的元素设计为
控制对象含有非最小相位部分时， 对闭环动态反馈解耦器D(s)进行时滞补偿，补偿后的闭环动态反馈解耦器D(s)可表示为：
'保证广义对象合〇)
的相对增益矩阵/?(0)的任一元素均不小于零，即>〇，
[0102] 在本发明的一个实施例中，解耦模块10还用于控制对象含有非最小相位部分时， 对闭环动态反馈解耦器D(s)进行时滞补偿具体包括:计算^
，确定广义系 统元素 Hik( S)，///λ (.s') = ，其中，Gik-(S)是Gik( S)的最小相位部分，计算Dij (S)的 时滞T(Dij)，进而确定解耦器元素 Dij(s): T(Dij) = T(Gij)_T(Hik)。
[0103] 根据本发明实施例的炼化装置耦合单元的优化控制装置，解耦模块设计基于相对 增益矩阵的闭环动态反馈解耦补偿器对被控对象进行解耦，设计模块针对解耦后的广义对 象特性设计内模控制器，最后控制模块利用模糊控制原理，整定控制器参数，该装置能够实 现被控系统的全流程自动控制，进一步更好的抑制干扰。
[0104] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能 理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第 一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
[0105] 在本说明书的描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示 例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不 必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任 一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技 术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结 合和组合。
[0106] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例 性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述 实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1. 一种炼化装置耦合单元的优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 获取基于相对增益矩阵回路配对的闭环动态反馈解耦补偿器D(S)对被控对象G(s)进 行解耦，将所述G(s)转化成广义对象： 针对所述广义对象,设计其内模控制器C(s); 计算模糊输入量，过程输出与过程模型输出偏差e(t)和偏差变化率 确定模糊规则，得到内模控制器参数与e (t)和?(/)之间的模糊关系； 通过对所述模糊规则的分析、处理、查表和运算来在线修正控制器参数11值，修正依据 下式进行：其中，λι()为根据对象模型参数的辨识结果和操作经验来对滤波器时间常数，λ,设定一 个初值，{￡,，L表示经过模糊逻辑推理计算后对λι的在线修正。2. 根据权利要求1所述的优化控制方法，其特征在于，所述获取基于相对增益矩阵回路 配对的闭环动态反馈解耦补偿器D(s)对被控对象G(s)进行解耦，将所述G(s)转化成广义对 象具体包括： 所述相对增益矩阵在相互耦合的几个控制回路中选择各通道的被控主回路TVk，即，由 第k个输入控制第i个输出； 所述闭环动态反馈解耦器D(s)的第i行第k列元素 Dlk(s)元素设置为1，即Dlk(s) = l; 所述闭环动态反馈解耦器D(s)除Dlk(s)以外的元素设计为：所述控制对象含有非最小相位部分时，对所述闭环动态反馈解耦器D(s)进行时滞补 偿，补偿后的所述闭环动态反馈解耦器D(s)可表示为：其中， J 保证所述广义对象的相对增益矩阵的任一元素均不小于零其中，3. 根据权利要求2所述的优化控制方法，其特征在于，所述控制对象含有非最小相位部 分时，对所述闭环动态反馈解耦器D(s)进行时滞补偿具体包括： 计算Ti:确定广义系统元素 Hlk(s):其中，Gik-(s)是Gik(s)的最小相位部分， 计算Di」(s)的时滞τ(D^)，进而确定解耦器元素 Di」(s): T(Dij) = T(Gij)-T(Hik)〇4. 一种炼化装置耦合单元的优化控制装置，其特征在于，包括： 解耦模块，用于获取基于相对增益矩阵回路配对的闭环动态反馈解耦补偿器D(s)对被 控对象G (s)进行解耦转化成广义对象 设计模块，用于针对所述广义对象00；)，设计其内模控制器C(s); 控制模块，用于计算模糊理输入量过程输出与过程模型输出偏差e (t)和偏差变化率 ?(〇,确定模糊规则，得到内模控制器参数与e(t)和?〇)之间的模糊关系，通过对模糊规则 的分析、处理、查表和运算来在线修正控制器参数Ai倌，修正依据下式进行：其中，λι()为根据对象模型参数的辨识结果和操作经验来对滤波器时间常数\设定一个 初值，表示经过模糊逻辑推理计算后对λι的在线修正。5. 如权利要求4所述的优化控制装置，其特征在于，所述解耦模块具体用于： 所述相对增益矩阵在相互耦合的几个控制回路中选择各通道的被控主回路TVk，即，由 第k个输入控制第i个输出； 所述闭环动态反馈解耦器D(s)的第i行第k列元素 Dlk(s)元素设置为1，即Dlk(s) = l; 所述闭环动态反馈解耦器D(s)除Dlk(s)以外的元素设计为：所述控制对象含有非最小相位部分时，对所述闭环动态反馈解耦器D(s)进行时滞补 偿，补偿后的所述闭环动态反馈解耦器D(s)可表示为：- lr\ 其中，Tik=T(Gik)_Ti，r = n r(G/) 保证所述广义对象的相对增益矩阵的任一元素均不小于零，% >〇,其中， ^=r/..(0)?[6'~l：())]y〇6. 如权利要求5所述的优化控制装置，其特征在于，所述解耦模块还用于： 计算Ti: J- 确定广义系统元素 Hlk(s):其中，Gik-(s)是Gik(s)的最小相位部分， 计算Di」(s)的时滞τ(D^)，进而确定解耦器元素 Di」(s): T(Dij) = T(Gij)-T(Hik)〇
【文档编号】G05B13/04GK105867125SQ201610213414
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月7日
【发明人】杜国盛, 张强, 唐汇云, 陈晓光, 杜永智, 赵东海, 张滨, 刘建晖, 任忠, 宋寿康, 杨晓理, 张霞, 边廷功, 杨健, 王光, 杨帆, 康汉宇, 粟维清, 刘学彬, 谭硕, 张剑, 杨同民, 刘来印, 包生伟, 平传宝, 谢晖, 周星, 曹书剑, 靳其兵
【申请人】中国中化股份有限公司, 中化泉州石化有限公司, 北京国控天成科技有限公司