[发明专利]一种多变量控制方法及装置

摘要

本发明实施例提供了一种多变量控制方法，包括：采集精馏过程对象的稳态增益矩阵G，并建立控制变量和被控变量的模型增益关系；建立控制变量和被控变量在稳态优化中的过程约束条件；在过程约束条件中增加经济约束条件；基于经济约束条件的松弛变量，建立经济优化指标的稳态优化目标函数；将过程约束条件、经济约束条件和稳态优化目标函数联合，形成基于被控变量性能指标函数的稳态优化表达式；设置经济约束条件的优先级等级；根据优先级等级的顺序求解得到控制变量的最优操作点，并根据过程对象稳态增益矩阵G计算得到被控变量的最优操作点。实现控变量的经济优化方向设置，提高了优化控制的效果。

主权项

1.一种多变量控制方法，其特征在于，应用于精馏塔中酒精‑水溶液的提纯，包括：采集精馏过程对象的稳态增益矩阵G，并建立控制变量和被控变量的模型增益关系；y_k＝y_k‑1+G(u_k‑u_k‑1)建立所述控制变量和所述被控变量在稳态优化中的过程约束条件；y_LL≤y_k≤y_HLu_LL≤u_k≤u_HLΔu_LL≤u_k‑u_k‑1≤Δu_HLu_k为精馏过程中k时刻待求解的最优控制变量操作点；u_k‑1为精馏过程中k‑1时刻的控制变量操作点；y_k为精馏过程中k时刻待求解的最优被控变量操作点；y_k‑1为精馏过程中k‑1时刻的被控变量操作点；Δu_HL为精馏过程中控制变量速率约束上限；Δu_LL为精馏过程中控制变量速率约束下限；u_k＝[u_R,u_S,u_D,u_B]^T，u_R为塔顶回流量，u_S为塔底再沸加热蒸汽量，u_D为塔顶产量，u_B为塔底流量；y_XD为塔顶的酒精纯度，y_XB为塔底的酒精纯度，y_LD为回流槽液位，y_LB为塔釜液位，y_T1为塔顶温度，y_T2为塔底温度；u_HL为精馏过程控制变量约束条件的上界；u_LL为精馏过程控制变量约束条件的下界；y_HL为精馏过程被控变量约束条件的上界；y_LL为精馏过程被控变量约束条件的下界；在所述过程约束条件中增加经济约束条件；基于所述经济约束条件的松弛变量，建立经济优化指标的稳态优化目标函数；将所述过程约束条件、所述经济约束条件和所述稳态优化目标函数联合，形成基于所述被控变量性能指标函数的稳态优化表达式；设置所述经济约束条件的优先级等级；根据所述优先级等级的顺序求解得到所述控制变量的最优操作点，并根据所述过程对象稳态增益矩阵G计算得到所述被控变量的最优操作点。