[发明专利]存储器、加热炉出口温度控制方法、装置和设备

说明书

本发明公开了存储器、加热炉出口温度控制方法、装置和设备，其中所述非线性预测控制方法包括：预设非线性预测控制器的设定值；通过模型辨识构建非线性控制系统的对象模型组；生成所述对象模型组的动态方程，并根据所述动态方程计算所述对象模型组的扰动特性；分别获取所述非线性控制系统当前时刻的实际输出测量值和状态估计值；通过扩展卡尔曼滤波器计算出非线性控制系统下一时刻的最优状态估计值；将所述对象模型组的动态方程的最优状态估计值代入所述非线性控制系统的非线性预测控制算法得到最优解；所述最优解用于所述对象模型组的输入。本发明可以实现对加热炉出口温度实施有效的控制，减少控制失效现象。

技术领域

本发明涉及过程控制领域，特别涉及存储器、加热炉出口温度控制方法、装置和设备。

背景技术

现有技术中，加热炉出口温度控制系统可以通过调节燃料气流量调节阀的开度，来保持稳定的出口温度，以避免造成生产事故。传统的串级控制中采用PID控制器，根据过程当前和过去的输出测量值和设定值的偏差来确定当前的控制输入。

发明人经过研究发现，现有技术中至少存在以下缺陷：

燃料气流量与加热炉出口温度构成的串级控制系统所受扰动因素复杂、控制要求非常高，导致现有装置中加热炉出口温度波动较大，无法达到理想的控制效果。

发明内容

本发明的主要目的在于实现对加热炉出口温度实施有效的控制，达到控制指标。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明公开了一种加热炉出口温度控制方法，包括：

S11、预设非线性控制系统中非线性预测控制器的设定值；所述设定值包括加热炉出口温度的合理区间；

S12、通过模型辨识构建包括有PID子对象模型、执行器子对象模型、第一被控对象子对象模型和第二被控对象子对象模的对象模型组；所述执行器子对象模型用于描述调节燃料气流量调节阀开度；所述第一被控对象子对象模型用于描述加热炉出口温度；所述第二被控对象子对象模型用于描述燃料气流量；所述对象模型组以状态空间模型的形式表达；

S13、生成所述对象模型组的动态方程，并将模型参数的变化等效为扰动，根据所述动态方程计算所述对象模型组的扰动特性；所述扰动包括燃料气阀前压力；

S14、分别获取所述非线性控制系统当前时刻的实际输出测量值和状态估计值；所述状态估计值的获取方法包括：在所述当前时刻的前一时刻以作用到对象模型组的输入为参数，根据所述动态方程及其扰动特性所计算生成用于估计所述非线性控制系统当前时刻状态的状态估计值；

S15、通过扩展卡尔曼滤波器，根据所述实际输出测量值和所述状态估计值，以递推的方式来计算出所述非线性控制系统下一时刻的最优状态估计值；

S16、将所述对象模型组的动态方程的最优状态估计值代入所述非线性控制系统的非线性预测控制算法得到所述燃料气流量调节阀开度的最优解；所述最优解用于所述对象模型组的输入。

优选的，在本发明中，所述扰动还包括：

燃料气的组分、被加热物料入口流量和温度中的一种及其任意组合。

优选的，在本发明中，所述用于描述对象模型组的数学模型，包括：

n维向量非线性函数：X_k＝f[X_k-1，u_k-1，k-1，p_k-1]，以及，

m维向量非线性函数：

其中，X_k表示非线性函数的状态变量，u_k表示非线性函数的输入变量，p_k表示非线性函数的模型参数变量，Z_k表示非线性函数的输出变量。