[发明专利]一种面向乙烯裂解炉的快速多变量预测控制方法

摘要

本发明涉及一种面向乙烯裂解炉的快速多变量预测控制方法，具有离线和在线两个环节。离线环节通过分析或者辨识方法得到乙烯裂解炉生产过程的动态数学模型及稳态数学模型，并设置控制参数。在线环节首先根据乙烯裂解炉控制系统DCS的测量值计算输出预测值，根据预测值与测量值之差计算预测误差从而对稳态输出预测值进行校正；然后通过稳态优化或直接求逆方法计算稳态控制输入预测值；最后根据给定的控制参数计算当前时刻的控制输入值，通过超前滞后环节对控制输入值的动态性能加以校正后传递给DCS。本发明简化了多变量预测控制的计算复杂度，显著地减小了多变量预测控制的控制周期，可以有效解决乙烯裂解炉这类快速反应过程的控制问题。

主权项

1.一种面向乙烯裂解炉的快速多变量预测控制方法，其特征在于包括离线环节和在线环节；/n离线环节：根据乙烯裂解炉的扰动输入变量、控制输入变量和被控输出变量的开环测试数据得到乙烯裂解过程的动态阶跃响应数学模型和稳态数学模型；/n在线环节：实时读取乙烯裂解炉的扰动输入变量、控制输入变量和被控输出变量，利用动态阶跃响应数学模型和稳态数学模型得到控制输入的稳态增量值，然后通过超前滞后校正得到控制输入值，发送至乙烯裂解炉的控制系统；/n所述离线环节包括以下步骤：/n(1)以裂解炉总处理量、支路1COT温差、支路3COT温差、支路1流量偏差、支路3流量偏差、1和3两支路总COT、A室稀释比、支路2COT温差、支路4COT温差、支路2流量偏差、支路4流量偏差、2和4两支路总COT、B室稀释比、烟气氧含量为被控输出变量；/n(2)以支路1烃进料流量、支路3烃进料流量、支路1稀释蒸汽进料量、支路3稀释蒸汽进料量、A室燃料气压力、支路2烃进料流量、支路4烃进料流量支路2稀释蒸汽进料量、支路4稀释蒸汽进料量、B室燃料气压力和炉膛负压为控制输入变量；/n(3)以裂解炉炉管出口压力、燃料气热值/燃料气密度、燃料气压力、稀释比、原料性质为扰动输入变量；/n(4)读取上述扰动输入变量、控制输入变量和被控输出的开环测试数据，通过最小二乘方法辨识得到乙烯裂解过程的动态阶跃响应数学模型和稳态数学模型；/n(5)设置控制参数，包括：稳态时间TTSS、控制拍数M、时间常数T