Shell重油分餾塔模型預(yù)測控制器性能評價算法研究.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控制策略;而設(shè)備故障、外界干擾等眾多因素會導致控制系統(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)進行性能評價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方法,通過引入數(shù)學中的自相關(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,性能指標函數(shù)計算,性能曲線繪制等步驟實現(xiàn)系統(tǒng)性能的評價。
　　 接著,介紹基于協(xié)方差理論的系統(tǒng)性能評價方法,定義系統(tǒng)的性能指標為兩隨機序列的協(xié)方差之比。接著,將協(xié)方差之比的性能指標轉(zhuǎn)換為特征值的分析,并驗證了評價指標的不變性;然后引入方差的統(tǒng)計特性,計算相關(guān)特征值、相應(yīng)的性能區(qū)間和

3、子空間內(nèi)的性能評價指標,可以根據(jù)求得的性能指標判斷系統(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LQG控制器,計算基于線性二次高斯的性能評價標準。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)計算相應(yīng)的性能指標,繪制出相關(guān)的性能曲線圖,將控制器設(shè)計和性能評價集中在同一個結(jié)構(gòu)框架中,從而繪制出性能評價曲線來判斷系統(tǒng)的性能;接著針