动态矩阵控制优化的废塑料炼油裂解炉炉膛温度控制方法
【专利摘要】本发明公开了动态矩阵控制优化的废塑料炼油裂解炉炉膛温度控制方法。本发明方法首先基于废塑料裂解炉炉膛温度对象的阶跃响应数据建立炉膛温度对象的模型，挖掘出基本的对象特性；然后依据动态矩阵控制的特性去整定相应PID控制器的参数；最后对废塑料裂解炉炉膛温度对象实施PID控制。本发明提出了一种基于动态矩阵控制优化的废塑料裂解炉炉膛温度PID控制方法,结合了PID控制和动态矩阵控制的良好的控制性能,有效地提高了传统控制方法的不足,同时也促进了先进控制算法的发展与应用。
【专利说明】动态矩阵控制优化的废塑料炼油裂解炉炉膛温度控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于自动化【技术领域】，涉及一种基于动态矩阵控制(DMC)优化的废塑料裂解炉炉膛温度比例积分微分(PID)控制方法。
【背景技术】
[0002]随着自动化技术的不断发展，先进过程控制技术对提高生产效率起着越来越重要的作用，但由于硬件、成本、实施难度等方面的原因，目前占据主流的仍然是PID控制。目前废塑料裂解炉炉膛温度的控制通常采用比例积分微分(PID)控制。动态矩阵控制作为先进控制方法的一种，对模型要求低，控制性能好，如果能将动态矩阵控制算法和PID技术结合，将动态矩阵控制的性能赋给PID控制，那将更加有利于生产效率的提高，同时也能够推动先进控制的发展。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对现有先进控制方法的应用不足之处，提供一种基于动态矩阵控制优化的废塑料裂解炉炉膛温度PID控制方法，以获得更好的实际控制性能。该方法通过结合动态矩阵控制和PID控制，得到了一种带有动态矩阵控制性能的PID控制方法。该方法不仅继承了动态矩阵控制的优良性能，同时形式简单并能满足实际工业过程的需要。
[0004]本发明方法首先基于废塑料裂解炉炉膛温度对象的阶跃响应数据建立炉膛温度对象的模型，挖掘出基本的对象特性；然后依据动态矩阵控制的特性去整定相应PID控制器的参数；最后对废塑料裂解炉炉膛温度对象实施PID控制。
[0005]本发明的技术方案 是通过数据采集、建立动态矩阵、建立预测模型、预测机理、优化等手段，确立了一种基于动态矩阵控制优化的PID控制方法，利用该方法可有效提高控制的精度与稳定性。
[0006]本发明方法的步骤包括:
[0007]步骤(1).通过过程对象的实时阶跃响应数据建立被控对象的模型，具体方法是:
[0008]a.给被控对象一个阶跃输入信号，记录被控对象的阶跃响应曲线。
[0009]b.将a步骤得到的阶跃响应曲线进行滤波处理，然后拟合成一条光滑曲线，记录光滑曲线上每个采样时刻对应的阶跃响应数据，第一个采样时刻为Ts，相邻两个采样时刻间隔的时间为Ts，采样时刻顺序为TS、2TS、3TS……；被控对象的阶跃响应将在某一个时刻tN=NT后趋于平稳，当ai(i >N)与&,的误差和测量误差有相同的数量级时，即可认为&,近似等于阶跃响应的稳态值。建立对象的模型向量a:
[0010]a = [a1； a2,…aN] τ
[0011]其中T为矩阵的转置符号，N为建模时域。
[0012]步骤(2).设计被控对象的PID控制器，具体方法是:
[0013]a.利用上面获得的模型向量a建立被控对象的动态矩阵，其形式如下:
【权利要求】
1.动态矩阵控制优化的废塑料炼油裂解炉炉膛温度控制方法，其特征在于该方法的具体步骤是: 步骤(1).通过过程对象的实时阶跃响应数据建立被控对象的模型，具体方法是: 1-a.给被控对象一个阶跃输入信号,记录被控对象的阶跃响应曲线； Ι-b.将步骤l_a得到的阶跃响应曲线进行滤波处理，然后拟合成一条光滑曲线，记录光滑曲线上每个采样时刻对应的阶跃响应数据，第一个采样时刻为Ts，相邻两个采样时刻间隔的时间为Ts，采样时刻顺序为TS、2TS、3TS……；被控对象的阶跃响应将在某一个时刻tN=NT后趋于平稳，当ai; i > N与aN的误差和测量误差有相同的数量级时，即可认为aN近似等于阶跃响应的稳态值；建立对象的模型向量a:a = [a” a2,...aN] 其中T为矩阵的转置符号，N为建模时域； 步骤(2).设计被控对象的PID控制器，具体方法是: 2-a.利用上面获得的模型向量a建立被控对象的动态矩阵，其形式如下:
【文档编号】G05D23/30GK103616815SQ201310567673
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月14日 优先权日:2013年11月14日
【发明者】薛安克, 张日东, 王俊宏, 刘俊 申请人:杭州电子科技大学