面向流程雁阵阵形调整的状态空间模型预测控制方法

发布时间：2020-07-26 15:38

【摘要】：流程雁阵(Process Goose Queue, PGQ)是一种新颖的流程工业系统分解协调优化方法,具有建模简单、寻优速度快等特点。而目前PGQ方法存在的一个问题是：由于多级流程雁阵是通过关联子雁之间的信息交换逐级进行最优值的传递,当出现病态子雁时,流程雁阵的阵形调整缓慢、迭代时间长,影响了流程系统整体最优目标的实现。 为此,论文基于状态空间模型预测思想,结合PGQ中的关联信息,建立了PGQ的状态空间模型,给出了相应的子空间辨识方法,提出一类面向多级PGQ系统阵形调整的改进状态空间模型预测控制算法(M-SSMP)。该算法能够建立串联子雁之间预测模型的关系,在干扰发生级预测上一级流程雁阵的输出,并同时调节两级流程雁阵的操纵子雁位置,提前降低干扰对流程雁阵系统目标的影响,实现两级流程雁阵的同步优化。 将该方法应用于TE过程,实验结果表明该方法具有抑制扰动效果明显、调整过程平稳以及动态响应快速等特点。
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：N941.4;O224
【图文】：

图2-2多级流程雁阵Fig.2-2 A multi-layer PGQs3:流程雁阵目标程雁阵目标对应于实际流程工业的经济性能优化目标，即P = min ’ Psi”..，Ps?,Pm) (2-2/^<y = i，2，...，A0和分别表示状态变量和操纵变量，y为状态变量个数。此，可以建立流程雁阵系统，如图2-3所示。〈；；;]^^"P^-Obje二?,'''"^^、、、、、、0 ?PGQ21 ,, ^<^///

图2-6 Williams-Otto反应器的流程雁阵阵形自主调整规则Fig.2-6 Adjustment of Williams-Otto with disturbance PGQ rule method可以看出，当状态子雁位置/?在发生阶跃变化时，流程雁阵存在稳态过渡时间，在头雁位置达到新稳态后，操纵子雁才进行调整，而此时扰动对头雁位置的影响己经发生，若是多级流程雁阵亦会存在该影响的逐级传递，进而影响流程雁阵系统目标，因此在此调整策略下，流程雁阵的阵形自主调整规则存在响应慢、耗时长的不足。2.4本章小结本章节详细给出了基于流程工业过程的流程雁阵结构、流程雁阵寻优的过程以及状态子雁位置受扰动影响导致头雁位置偏离最优轨迹时的阵形调整规则。结合Williams-Otto反应器作为单级流程子雁，研宄其阵形调整方法，同时，也指

图3-1两级CSTR系统

【参考文献】

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1 娄山佐;吴耀华;;基于分解协调法解决多库房库存-路径问题[J];公路交通科技;2007年09期

2 张帆;大规模化工过程系统的分解协调优化并行算法[J];计算机仿真;2004年06期

3 刘雨波;罗雄麟;许锋;;分布式预测控制全局协调及稳定性分析[J];化工学报;2013年04期

4 蔡星;谢磊;苏宏业;古勇;;基于串联结构的分布式模型预测控制[J];自动化学报;2013年05期

5 仇锦先;程吉林;张仁田;张礼华;;基于时空组合动态规划的分解协调模型在并联站群优化中的运用[J];水力发电学报;2011年06期

6 张朝俊,吕明瑾;分解协调法在大系统建模与仿真中的应用[J];石油大学学报(自然科学版);2000年03期

7 黄静雯;李宏光;;一种新颖的面向化工过程的实时优化方法(英文)[J];Chinese Journal of Chemical Engineering;2012年06期

本文编号：2770951