多變量模型預(yù)測(cè)控制器性能監(jiān)控方法研究.pdf

1、模型預(yù)測(cè)控制器性能監(jiān)控技術(shù)在提升企業(yè)生產(chǎn)效率、提高過(guò)程控制質(zhì)量、促進(jìn)先進(jìn)控制策略的推廣及應(yīng)用方面有著重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。本文在討論了傳統(tǒng)控制器性能評(píng)價(jià)方法的基礎(chǔ)上將其推廣到多變量模型預(yù)測(cè)控制器的性能監(jiān)控，提出了幾種針對(duì)多變量模型預(yù)測(cè)控制器的性能監(jiān)控方法，主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面： 概述了控制器性能評(píng)價(jià)與診斷的基本原理、相關(guān)算法，從理論和應(yīng)用方面總結(jié)了這一領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題。重點(diǎn)對(duì)基于協(xié)方差的多變量控制器性能評(píng)價(jià)算

2、法進(jìn)行了較詳細(xì)的闡述及仿真分析。 考慮到對(duì)控制器性能變化影響因素的定位問(wèn)題，提出了一種基于子空間距離的MPC控制器性能診斷方法。該方法在協(xié)方差性能基準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，引入特征向量子空間來(lái)描述各性能類別的特征，建立子空間距離來(lái)度量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和各類別數(shù)據(jù)的相似性；采用角度聚類分析的思想，以距離為度量函數(shù)來(lái)確定監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的類別，從而定位引起MPC控制器性能下降的原因。在Wood-Berry過(guò)程上的仿真分析驗(yàn)證了方法的有效性。 針對(duì)

3、多變量預(yù)測(cè)控制器性能評(píng)價(jià)指標(biāo)近似估計(jì)的問(wèn)題，提出了一種基于2-范數(shù)的多變量MPC控制器性能監(jiān)控方法。通過(guò)對(duì)當(dāng)前過(guò)程數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)實(shí)施奇異值分解，構(gòu)造2-范數(shù)性能基準(zhǔn)。提取過(guò)程數(shù)據(jù)中的特征方向信息并建立對(duì)應(yīng)的類別；定義特征向量角度來(lái)描述當(dāng)前數(shù)據(jù)與提前建立的類別數(shù)據(jù)的相似度，利用角度分類器實(shí)現(xiàn)對(duì)模型預(yù)測(cè)控制器性能惡化源的定位。在Wood-Berry過(guò)程上的仿真結(jié)果驗(yàn)證了方法的有效性。 通過(guò)提取過(guò)程數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)分析協(xié)方差建立性能評(píng)價(jià)指標(biāo)

4、，提出了一種基于對(duì)應(yīng)分析的模型預(yù)測(cè)控制器性能監(jiān)控方法。構(gòu)造過(guò)程數(shù)據(jù)的主軸子空間來(lái)描述不同類別數(shù)據(jù)的性能特性，通過(guò)子空間相似因子來(lái)描述當(dāng)前數(shù)據(jù)與提前建立的類別數(shù)據(jù)之間的相似度，通過(guò)聚類算法設(shè)計(jì)分類器來(lái)識(shí)別性能類別，從而實(shí)現(xiàn)性能診斷。在Wood-Berry過(guò)程上的仿真結(jié)果驗(yàn)證了方法的有效性。 通過(guò)對(duì)監(jiān)控變量集進(jìn)行DPCA建模，提出了一種基于DPCA的預(yù)測(cè)控制器性能監(jiān)控方法。獲取Hotelling統(tǒng)計(jì)量作為性能基準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)針對(duì)MPC控制