[发明专利]一种空分节能过程温度分布的非线性观测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及空分动态建模领域，特别地，涉及空分节能过程温度分布的非线性观测器系统设计及其方法。

背景技术

空分是对空气进行分离，得到氧、氮、氩等高纯工业气体的国民经济重要行业，其产品广泛用于石油、化工、冶金、电子、能源、航空航天、食品饮料、医疗保健等各种工业领域。

巨大的能量消耗一直为空分行业的瓶颈问题。在空分过程中，精馏塔是一个重要的传质单元操作过程，也是主要的耗能单元。由于空分精馏过程的强非线性，耦合性等复杂动态特性，传统的机理模型虽然具有较高的预测精度，但是在线运算效率太低，较难应用于现今较流行的先进控制方案，而目前商业使用的基于数据的线性辨识模型，往往具有较低的预测精度，对控制器的设计提出了较高的要求，从而建立空分精馏过程的高效率高精度非线性模型实现空分精馏过程中的温度分布等状态预测已经成为一项关键的空分节能技术。

发明内容

为了克服现有的空分节能过程温度分布的控制系统的预测精度低、精度较低、效率较低的不足，本发明的提供一种预测精度高、高效率和高精度的空分节能过程温度分布的非线性观测系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种空分节能过程温度分布的非线性观测系统，包括与空分塔直接连接的现场智能仪表和DCS系统，所述DCS系统包括存储装置和上位机，所述现场智能仪表与存储装置、上位机相连，所述上位机包括用以预测空分塔将来时刻的温度分布的观测器，所述观测器包括：

温度分布函数拟合模块，用以采用历史数据库中的各块塔板温度T_i拟合温度分布函数，并将拟合参数存储到历史数据库当中，通过式(1)(2)得到：

T^i=Tmin,r+Tmax,r-Tmin,r1+e-kr(i-Sr)]]>i＝1，2，……，f-1       (1)

T^i=Tmin,s+Tmax,s-Tmin,s1+e-ks(i-Ss)]]>i＝f，f+1，……，n    (2)