[发明专利]网络信息交换模式下的工业生产全过程优化控制方法

权利要求书

1.一种网络信息交换模式下的工业生产全过程优化控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，进行工业生产全过程优化控制方法的初始化，把工业生产全过程划分为多个子系统并确定各子系统的邻域；

步骤二，确定各子系统的局部控制器的优化性能指标；

步骤三，利用网络信息交换求解各局部优化控制器，使得工业全过程得到优化。

2.根据权利要求1所述的网络信息交换模式下的工业生产全过程优化控制方法，其特征是，所述工业生产全过程优化控制方法的初始化，是把工业过程划分为多个子系统，并根据各系统之间的耦合关系确定各个子系统的邻域，与第i个子系统耦合关系较强的子系统为第i个子系统的邻域子系统，所有这些邻域子系统的集合称为第i个子系统的邻域，辨识得到的各子系统的传递函数模型形式：

其中，m为子系统个数，y_i和u_i分别为第i个子系统的输出和操纵向量，G_ij(s)为第j个子系统的输入与第i个子系统之间的传递函数，□_i称为第i个子系统的邻域。

3.根据权利要求1所述的网络信息交换模式下的工业生产全过程优化控制方法，其特征是，所述各子系统的局部控制器的优化性能指标，是指一段时间内该子系统及其邻域子系统的输出值与目标设定值偏差，邻域优化性能指标式如下：

其中，表示性能指标，r_j(·)表示第j个子系统的输出目标参考轨迹，表示在第k个时刻对第k+s时刻的输出的预测值，Q_j、R_j为权重，P为预测时域，M为控制时域，Ui,M(k)=uiT(k|k)···uiT(k+M-1|k)T]]>为第i个子系统的控制序列，对于性能指标而言，越小越好。

4.根据权利要求1所述网络信息交换模式下的工业生产全过程优化控制方法，其特征是，所述求解各局部优化控制器，在一个优化控制周期内，具体如下：

第一步，信息交换，各子系统首先得到各邻域子系统输出和控制律的预估值，在认为各邻域子系统控制律为预估值的前提下求解当前子系统的优化控制律，所求得的优化控制律是以邻域性能指标最小为优化目标的；

第二步，如果各子系统新求得的优化控制律与原控制律预估值不一致，通过网络，把当前子系统的优化控制律发送给当前子系统的邻域子系统作为当前子系统控制律的预估值，这样，每个子系统都得到了邻域子系统的新的控制律的预估值；

第三步，在每个子系统都通过网络接收到其邻域子系统的新的优化控制律预估值的前提下，以邻域性能指标最小为优化目标再次求解当前子系统的控制律，如果各子系统新求得的优化控制律与原控制律预估值还不一致，各子系统之间重复交换信息、求解优化控制律，直至各子系统新求得的优化控制律与控制律预估值一致；

第四步，各子系统新求得的优化控制律与控制律预估值一致，所求得的优化控制律为基于邻域优化性能指标的最优平衡解。