[发明专利]工业过程″裸模″化方法

权利要求书

1、一种工业过程“裸模”化方法，其特征在于：

a、将操作单元视为一个有限体，将它对外界(其它操作单元)的主要影响量与外界(其它操作单元)对它的主要影响量化为输出向量和输入向量的形式；

b、建立输入向量与输出向量之间的实时稳态映射关系，即实时稳态模型，当操作达到稳态时，按照能量平衡，物料平衡等客观规律，可以得到操作单元的输入向量与输出向量之间的稳态映射关系，即通常所述的稳态模型，但是，这种模型是非实时的，往往计算时间较长，不能在线运行，为此，采用人工神经元网络模型(ANN)来逼近操作单元的稳态映射关系，由于ANN具有逼近任何复杂非线性的优良品质，并且不受工作范围的影响，因此可以得到全工作点范围的实时稳态模型，这里ANN选用BP模型；

c、拟动态模型化，任何工业过程其短时刻的动态行为均可由一阶惯性环节加纯滞后(e^-τs/TS+1)或二阶惯性环节来近似，拟动态模型化的思想采用实时稳态模型在线估计输出变量稳态值的变化，而同一输出变量相邻的两个稳态值之间的变化过程(即动态形为)采用若干一阶惯性环节加纯滞后的叠加来近似。

2、根据权利要求1所述的一种工业过程“裸模”化方法，其特征在于它的实现算法为：

假定操作单元的输入变量为U（k），k为计算机的离散时刻，输出变量为Y（k），U（k）的实时稳态映射为y_S（k），即实时稳态模型输出，y_S（k）＝f_S〔U（k）〕，f_S为实时稳态模型的映射关系，采用人工神经元网络（ANN）来近拟，即：y_S（k）＝ANN〔U（k）〕，y（k）是y_S（k-LEN）到y_S（k）相邻的LEN个稳态值的差值经过动态修正之后与y_S（k-LEN）的累积，y（k）y_S（k），此式表明裸模的动态输出y（k）最终必定达到其稳态值y_S（k），若取LEN＝5，采样周期为T_S，

（ⅰ）对于纯滞后时间τ＝0的情况

则有 y（k）＝〔y_S（k）-y_S（k-1）〕〔l-exp（- (0·T_S)/(T) ）〕

+〔y_S（k-1）-y_S（k-2）〕〔l-exp（- (1·T_S)/(T) ）〕

+〔y_S（k-2）-y_S（k-3）〕〔l-exp（- (2·T_S)/(T) ）〕

+〔y_S（k-3）-y_S（k-4）〕〔l-exp（- (3·T_S)/(T) ）〕

+〔y_S（k-4）-y_S（k-5）〕〔l-exp（- (4·T_S)/(T) ）〕+y_S（k-5）

（ⅱ）若0＜τ≤T_S

y（k）＝〔y_S（k-1）-y_S（k-2）〕〔l-exp（- (T_S-τ)/(T) ）〕

+〔y_S（k-2）-y_S（k-3）〕〔l-exp（- (2T_S-τ)/(T) ）〕

+〔y_S（k-3）-y_S（k-4）〕〔l-exp（- (3T_S-τ)/(T) ）〕

+〔y_S（k-4）-y_S（k-5）〕〔l-exp（- (4T_S-τ)/(T) ）〕

+〔y_S（k-5）-y_S（k-6）〕〔l-exp（- (5T_S-τ)/(T) ）〕+y_S（k-6）

（ⅲ）若T_S＜τ≤2T_S，2T_S＜τ≤3T_S，…。

同样可得类似的表达式。