[发明专利]动态模型预测控制

权利要求书

1.一种用于工业控制领域的动态模型预测控制器的操作的优化方法，所 述动态模型预测控制器用于控制和优化具有多个独立受控的操作变量、至少一 个受控变量及零个或更多干扰变量的过程的操作，所述动态模型预测控制器的 操作的优化方法包括以下步骤：

a)将所述操作变量的动态运动、以及所述操作变量和所述受控变量的稳 态值同时确定作为组合了稳态和动态的优化过程的结果，其中，根据与所述操 作变量相关的稳态约束和与所述受控变量相关的稳态约束、以及与所述操作变 量相关的动态约束和与所述受控变量相关的动态约束，与所述操作变量和所述 受控变量的稳态值一起确定所述操作变量的预定数量的动态运动，所述与所述 操作变量相关的动态约束和与所述受控变量相关的动态约束包括与所述干扰 变量相关的动态约束；

b)执行滚动时域形式的控制，其中，通过对由在先前时间间隔上应用的 控制动作产生的过程响应的监视和反馈来在连续的时间间隔上执行所述优化，

其中，所述优化方法进一步包括J＝F(M，C，D^d，M^d，C^d)+∑∑P^l_cC^l+∑∑P^h_cC^h形式的目标函数J，其中F是在到达所述优化过程的稳态的时间的时域上的某 个优化函数，M^d是操作变量在预定时域上的动态值，M是所述操作变量的稳 态值，C^d是受控变量在达到稳态的时域上的动态值，C是所述受控变量的稳态 值，D^d是所述干扰变量在不大于所述操作变量的动态值的所述时域的时域上 的动态值向量，并且其中所述优化过程被进一步认为是动态系统，并通过(C， C^d)＝G(M^d，D^d)来表征在稳态和动态中的所述受控变量的响应，P_c^l是要对 动态地违反受控变量的下限的受控变量所应用的罚值，P_c^h是要对动态地违反 受控变量的上限的受控变量所应用的罚值，此外，C_i^h是受控变量C_i的上限动 态违反变量，C_i^l是所述受控变量C_i的下限动态违反变量，根据所述受控变量 的属性和特征，受控变量罚值与经济标准和/或安全标准相关，其中G是在用 于工业控制领域的动态模型预测控制器中使用的阶跃响应类型的线性动态模 型。

2.根据权利要求1所述的优化方法，其中，与所述操作变量相关的稳态 约束和与所述受控变量相关的稳态约束包括：

M^l≤M≤M^h

C^l≤C≤C^h

其中，

M是所述操作变量的稳态值，

C是所述受控变量的稳态值，

M^l是所述操作变量的稳态值M的下限，

M^h是所述操作变量的稳态值M的上限，

C^l是所述受控变量的稳态值C的下限，

C^h是所述受控变量的稳态值C的上限。