[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种电信技术领域的控制方法，具体是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。

背景技术

随着现代工业生产的发展，控制系统的结构越来越复杂，许多实际的被控对象，由多个子系统组成，每个子系统可看作是独立的局部控制系统，但是相邻的子系统之间存在着复杂的关联。控制问题的控制目标多，不但要求对局部子系统进行局部控制优化，而且要求最终实现系统的整体优化。随着网络技术的提高和工业现场总线的发展为工业过程的分布式优化控制提供了条件。如何利用网络信息交换，使各子系统之间相互协调工作，最终使工业全过程整体目标得到优化，是一个亟待解决的问题。

经对现有技术文献的检索发现，Du X.N等在《Proceedings of the AmericanControl Conference》(美国控制会议)(2001年，3142-3143页)，上发表的“Distributed model predictive control for large-scale systems”(大系统的分布式预测控制)提出了一种的分布式预测控制，但没有对方法的实现进行具体研究，如迭代初值的取法等，而且得到的局部控制律并不是全局最优解。陈庆等在《上海交通大学学报》(2005年，第3期，349-352页)，上发表的“基于全局最优的生产全过程分布式预测控制”提出了一种基于全局最优的分布式预测控制方法，但每个子系统的局部性能指标仍然采用整体性能指标，在线计算复杂。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提出了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，本发明在提高系统的整体性能的同时兼顾了系统的在线计算的复杂性，在每次优化过程中，不断与其邻域子系统交换信息，并在优化过程中考虑了其接收到的邻域子系统的信息，提高了工业生产过程的整体性能。

本发明是通过如下技术方案实现的，包括如下具体步骤：

步骤一，进行工业生产全过程优化控制方法的初始化；

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。

步骤二，确定各子系统的局部控制器的优化性能指标；

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，而不仅仅是该子系统本身的输出与目标值的偏差，提高了工业过程整体的性能，而相对于全局优化计算量降低，邻域优化性能指标式如下：