内部热耦合精馏塔的初步设计(II) 控制分析和参数优化

引　言研究表明[1,2 ],控制和设计优化往往是节能方法实际应用中的主要困难 .关于二次回流和蒸发(ＳＲＶ)、Ｐｅｔｌｙｕｋ、热交换网络 (ＨＥＮ)等方法的控制设计已经有了大量的研究[3,4].这些研究方法可以借鉴到内部热耦合精馏塔 (ＩＴＣＤＩＣ)的控制研究上[5 ].本文对理想ＩＴＣＤＩＣ进行了自由度分析、暂态分析和ＰＩＤ控制研究 ,并进行了设计参数的优化和分析 .目前 ,尚未见到设计优化的文献报道 .1　自由度分析对于理想二元混合物 ,ＩＴＣＤＩＣ动态系统由6.5ｎ 1 0个独立方程 (ｅ)、 6.5ｎ 2 7个变量υ构成 ,系统的自由度为 ｆ =…     

基于神经元网络模型的柴油调合非线性预测控制和在线优化

针对炼油厂柴油调合生产这个强非线性、多输入、多输出、多扰动、大纯滞后对象,提出了以柴油调合倾点RBF神经网络模型为质量指标约束条件的柴油连续调合生产非线性在线最优化方法,提出了基于RBF神经网络预测模型、滚动优化目标函数中带有静态经济指标的柴油连续调合倾点非线性预测控制策略。仿真计算证明本的非线性优化方法能计算柴油调合生产最优配方,在满足生产能力约束和产品倾点质量指标的前提下可实现组分油最优利用而获最大利润;预测控制策略在预测模型与实际对象模型失配时仍具有良好的跟踪性能和抗干扰性能,展示了其良好的工业应用前景。     

解析导数及稀疏矩阵技术在大规模过程优化命题中的应用

The performance of analytical derivative and sparse matrix techniques applied to a traditional dense sequential quadratic programming (SQP) is studied, and the strategy utilizing those techniques is also presented.Computational results on two typical chemical optimization problems demonstrate significant enhancement in efficiency, which shows this strategy is promising and suitable for large-scale process optimization problems.     

化工过程优化中的自动微分法

针对化工过程优化中普遍存在的大规模求导问题,引入自动微分法生成子程序,形式函数的导数表达式,并用该表达式计算Jacobian矩阵,使命题固有的稀疏结构得以利用。并克服了传统差商法不准确的缺陷。实例计算表明,该方法较差商法更加快速,有效。     

联立法中全局和局部正交配置算法

化工过程的动态优化控制命题大多可以写成微分代数混合方程组(differential algebraic equations)的形式,联立法是求解该类命题的一种重要的数值方法。目前联立法中常用的离散方法是局部法,其中有限元正交配置(orthogonal collocation on finite elements)具有精度高、计算量小、稳定性好等优点。然而伪谱法(pseudo-spectral method)作为一种全局法,在离散中也有独特的优点,特别是具有指数级的收敛速度和较高精度,而且产生的NLP规模较小。本文分别以有限元正交配置法和伪谱法代表局部法和全局法比较其原理,并讨论离散配置点以及其在两种方法上的不同应用,针对离散后两种方法产生的NLP,分别提出判据以保证足够的自由度,最后用连续DAEs与不连续优化控制两个例子进一步比较这两种方法得出,如果命题平滑采用PS方法具有更好的收敛速度。     

企业综合自动化中的核心技术——在线优化与先进控制

一 在递阶控制体系中的在线优化与预测控制 图1展示了在线优化与预测控制在当前过程工业应用中的基本框架。在顶部这一层借助于稳态优化方法来确定设定值。稳态优化能在不同级别上实施，流程级的战略设定值是一天执行一次，更细微的最优化在操作单元级实施，它是每小时执行一次。这种最优化是基于经济目标的，通常是不考虑装置的动态特性。次低层是传统的局部控制器，分别控制压力、流量、温度等工艺变量。最低层是各种执行器。     

新一代的自适应模型预测控制器

提出了新一代的自适应模型预测控制器,自适应MPC控制器由MPC控制模块、在线辨识模块、性能监控模块3个模块组成,相互协调配和来实现自适应MPC控制。除了控制器功能设计以外,其余过程均可自动进行。对于新建MPC应用,首先进行多变量测试与辨识,在模型符合控制要求时,自动进入控制器投运。通过控制器性能监视发现模型不满足控制要求精度时,触发一次多变量模型测试与辨识过程,替换原有模型进行控制,保证控制器性能始终处于最佳状态。自适应MPC控制器在PTA装置上的应用表明了算法的有效性。     

基于软约束方法的区间预测控制

本文对具有区间预测的控制算法进行了研究，提出了一种新的“软约束”实现方法，不需要判断输出变量是否违反区间控制要求，避免了近似设定值的选取问题。为进一步改善控制品质，提出了区间轨迹方法，通过调整轨迹参数可以在响应速度与模型准确性之间进行选择与平衡。仿真结果表明了该算法的有效性。     

控制回路性能评价方法及在PTA生产装置的应用

针对工业现场扰动具有噪声大、易频发、时变的特点,将遗忘因子引入到控制回路性能评价的辨识过程中,提出一种改进的基于最小方差准则的性能评价方法.与传统的方法相比,带遗忘因子的辨识方法不仅能够考虑历史数据的影响,而且能够突出新数据提供的信息量.通过引入遗忘因子参数,能够防止数据饱和,并提高在工业过程时变扰动下控制性能评估的准确性和稳定性.该方法在仿真实验和工业PTA生产应用中得到了论证,结果表明,该方法能够为工业控制回路提供一个准确的性能评价指标,有效指导操作人员对潜在的问题回路进行优化调整,实现生产的平稳运行.     

工业自动化发展的必由之路——商品化软件的开发研究

分析了工业自动化的发展，介绍了工厂综合自动化的总体结构并由此归纳出综合自动化中的一些关键技术，指出加快工程软件的商品化的重要性。