[发明专利]一种误差容忍限机制下的焦化加热炉炉膛压力控制方法

权利要求书

1.一种误差容忍限机制下的焦化加热炉炉膛压力控制方法，其特征在于它的步骤如下：

(1)采用响应曲线法设计炉膛压力过程模型的比例积分控制器，具体步骤是：

a.将过程的比例积分控制器停留在手动操作状态，操作拨盘使其输出有个阶跃变化，由记录仪表记录实际过程的输出值，将实际过程输出值y_L(k)的响应曲线转换成无量纲形式具体是：

其中，y_L(∞)是比例积分控制器的输出有阶跃变化时的实际过程输出y_L(k)的稳态值；

b.选取满足的两个时间计算点k₁和k₂，依据下式计算比例积分控制器所需要的增益K、时间常数T、时滞参数τ：

K＝y_L(∞)/q

T＝2(k₁-k₂)

τ＝2k₁-k₂

其中，q为过程的比例积分控制器输出的阶跃变化幅度；

c.计算过程的比例积分控制器的参数，具体是：

K_c＝1.2T/Kτ

T_i＝2τ

其中K_c为比例积分控制器的比例参数，T_i为比例积分控制器的积分参数；

(2)设计预测函数比例积分控制器，具体步骤是：

d.将过程的比例积分控制器停留在自动操作状态，操作拨盘使其输入有阶跃变化，由记录仪表记录实时过程的输出，将过程输出值y(k)的响应曲线转换成无量纲形式y^*(k)，具体是：y^*(k)＝y(k)/y(∞)

其中，y(∞)是过程的比例积分控制器的输入有阶跃变化时的过程输出y(k)的稳态值；

e.选取满足y(k₃)＝0.39，y(k₄)＝0.63的另两个时间计算点k₃和k₄，依据下式计算预测函数比例积分控制器所需要的增益K₁、时间常数T₁、时滞参数τ₁：

K₁＝y(∞)/q₁

T₁＝2(k₃-k₄)

τ₁＝2k₃-k₄

其中，q₁为过程的比例积分控制器输入的阶跃变化幅度；

f.将步骤e得到的参数转化为拉普拉斯形式的局部受控传递函数模型：

ym(s)q1(s)=1Tms+1e-τms]]>

其中，s为拉普拉斯变换算子，Y_m为局部受控传递函数模型的时间常数，τ_m为局部受控传递函数模型的时滞，y_m(s)表示当前时刻过程模型的输出值的拉普拉斯变换，q₁(s)表示过程模型的比例积分控制器输入的拉普拉斯变换；T_m为局部受控传递函数模型的时间常数、τ_m为局部受控传递函数模型的时滞

T_m＝T₁

τ_m＝τ₁

g.依据步骤f计算出的模型参数设计预测函数比例积分控制器，具体步骤是：

①对该对象在采样时间T_s下加一个零阶保持器离散化，得到离散模型为

y_m(k+1)＝a_my_m(k)+(1-a_m)u(k-L)

其中y_m(k+1)，y_m(k)分别是k+1，k时刻离散模型的输出，u(k-L)是k-L时刻离散模型的输入，a_m为相应的离散模型的参数，L为相应的离散模型的时滞，L＝τ_m/T_s；

②选取预测函数比例积分控制器的参考轨迹y_r(k+H)，由下式来表示

y_r(k+H)＝c(k+H)-λ^H[c(k)-y(k)]

c(k+H)，c(k)分别为k+H，k时刻的参考轨迹，λ^H为参考轨迹的参数，H为预测函数控制器的预测时间参数；

③设定误差容许限β，求取控制误差E并依据步骤②得到的预测函数比例积分控制器参考轨迹求取控制量u(k)

E=1H|e(k+H)|]]>

其中，H是离散时刻，y_Pav(k)是k时刻离散模型的补偿输出，是控制量计算参数，u(k-1)是k-1时刻离散模型的输入。