Shell重油分餾塔模型預(yù)測控制器性能評價(jià)算法研究.pdf

1、模型預(yù)測控制集模型預(yù)測、滾動優(yōu)化和反饋校正于一體,成為現(xiàn)代工業(yè)中最為流行的一種先進(jìn)控制策略;而設(shè)備故障、外界干擾等眾多因素會導(dǎo)致控制系統(tǒng)性能下降,危害生產(chǎn)效益和生產(chǎn)安全。因此,對控制系統(tǒng)進(jìn)行性能評價(jià)具有極其重要的意義。
　　 首先,介紹基于相關(guān)分析理論的性能評價(jià)方法,通過引入數(shù)學(xué)中的自相關(guān)函數(shù)、互相關(guān)函數(shù)以及“鄰域”的相關(guān)知識,針對SISO系統(tǒng),驗(yàn)證利用輸入作用序列和輸出偏差序列之間的互相關(guān)系數(shù)函數(shù)可以表述模型失配問題;接著針對

2、MIMO系統(tǒng)中存在的“耦合”的問題,提出引入外界激勵信號的方法,驗(yàn)證輸出偏差和外界激勵信號之間的互相關(guān)系數(shù)函數(shù)可以用來表述模型失配問題。通過數(shù)據(jù)采集,性能指標(biāo)函數(shù)計(jì)算,性能曲線繪制等步驟實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能的評價(jià)。
　　 接著,介紹基于協(xié)方差理論的系統(tǒng)性能評價(jià)方法,定義系統(tǒng)的性能指標(biāo)為兩隨機(jī)序列的協(xié)方差之比。接著,將協(xié)方差之比的性能指標(biāo)轉(zhuǎn)換為特征值的分析,并驗(yàn)證了評價(jià)指標(biāo)的不變性;然后引入方差的統(tǒng)計(jì)特性,計(jì)算相關(guān)特征值、相應(yīng)的性能區(qū)間和

3、子空間內(nèi)的性能評價(jià)指標(biāo),可以根據(jù)求得的性能指標(biāo)判斷系統(tǒng)性能優(yōu)劣的程度,皆可在仿真圖中直觀表示。
　　 最后,采用子空間理論,通過系統(tǒng)的歷史輸入輸出數(shù)據(jù)構(gòu)造系統(tǒng)子空間Hankel矩陣,從而設(shè)計(jì)LQG控制器,計(jì)算基于線性二次高斯的性能評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。首先針對預(yù)測時域和控制時域不同的Shell分餾塔控制系統(tǒng)計(jì)算相應(yīng)的性能指標(biāo),繪制出相關(guān)的性能曲線圖,將控制器設(shè)計(jì)和性能評價(jià)集中在同一個結(jié)構(gòu)框架中,從而繪制出性能評價(jià)曲線來判斷系統(tǒng)的性能;接著針