分布曲线对象的无偏模型预测控制算法

doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20151946

化工学报 ›› 2016, Vol. 67 ›› Issue (3): 701-706.DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157.20151946

分布曲线对象的无偏模型预测控制算法

康岳群, 徐祖华, 赵均, 邵之江

浙江大学控制科学与工程学院, 工业控制技术国家重点实验室, 浙江杭州 310027

收稿日期:2015-12-22 修回日期:2015-12-29 出版日期:2016-03-05 发布日期:2016-01-12
通讯作者: 徐祖华
基金资助:
国家高技术研究发展计划项目(2014AA041802);国家自然科学基金项目(U1509209,61273145,61273146)。

Offset-free model-predictive control algorithm of distribution process

KANG Yuequn, XU Zuhua, ZHAO Jun, SHAO Zhijiang

State Key Laboratory of Industrial Control Technology, College of Control Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, Zhejiang, China

Received:2015-12-22 Revised:2015-12-29 Online:2016-03-05 Published:2016-01-12
Contact: 67
Supported by:
supported by the National High Technology Research and Development Program of China(2014AA041802) and the National Natural Science Foundation of China(U1509209,61273145,61273146).

摘要/Abstract

摘要：

随着系统总体性能要求的提高,分布曲线对象的控制问题成为研究热点。分布曲线对象是通过宏观的操作手段控制微观的输出曲线,不是任意形状的目标曲线都是能无偏跟踪的。提出了一种分布曲线对象的无偏模型预测控制算法。该方法首先采用B样条模型进行分布曲线对象的描述,其次通过复合梯形方法对滚动优化命题进行离散化,最后采用二次规划方法进行无偏目标曲线计算,以实现无偏控制。仿真结果表明了算法的有效性。

关键词: 分布曲线对象, 模型预测控制, 无偏控制, 优化, 数学模拟

Abstract:

With the improvement of overall system performance requirements, control problems in distribution process has already become the current research focus. The output of the object of microscopic distribution process are controlled by macro way, not can arbitrary shaped curves track with offset-free. This paper propose an offset-free model predictive control algorithm of controlling the distribution process. First, the method describe the distribution process with B-splines. Second, using composite trapezoidal rule for discretizing proposition of rolling optimization. Finally, using the quadratic programming method to calculate the offset-free target to achieve offset-free control. It proved well performed at simulation experiment.

Key words: distribution process, model-predictive control, offset-free control, optimization, mathematical modeling

中图分类号:

TP13

康岳群, 徐祖华, 赵均, 邵之江. 分布曲线对象的无偏模型预测控制算法[J]. 化工学报, 2016, 67(3): 701-706.

KANG Yuequn, XU Zuhua, ZHAO Jun, SHAO Zhijiang. Offset-free model-predictive control algorithm of distribution process[J]. CIESC Journal, 2016, 67(3): 701-706.

参考文献 14

[1]	费正顺, 胡斌, 叶鲁彬, 等. 带路径约束的聚烯烃牌号切换操作优化方法[J]. 化工学报, 2010, 61(4): 893-900. FEI Z S, HU B, YE L B, et al. Optimal grade transition of polymerization process with path constraints[J]. CIESC Journal, 2010, 61(4): 893-900.
[2]	张伟杰, 梁军, 费正顺, 等. 具有不确定性的聚烯烃牌号切换过程动态优化[J]. 化工学报, 2011, 62(10): 2797-2804. DOI: 10.3969/j.issn. 0438-1157.2011.10.018. ZHANG W J, LIANG J, FEI Z S, et al. Optimal grade transition in polymerization processes under uncertainty[J]. CIESC Journal, 2011, 62(10): 2797-2804. DOI: 10.3969/j.issn.0438-1157. 2011.10.018.
[3]	王平. 淤浆法聚乙烯生产中牌号切换策略研究[D]. 杭州: 浙江大学, 2006. WANG P. Optimal strategy of grade transition in industrial slurry high-density polyethylene production process[D].Hangzhou: Zhejiang University, 2006.
[4]	WANG H. Bounded Dynamic Stochastic Distributions Modeling and Control[M]. London: Springer-Ver-lag Ltd. 2000: 14-20.
[5]	WANG H. Robust control of the output probability density functions for dynamic stochastic systems[C]//Proc. of the 1998 Conference on Decision and Control. Tampa, Madison: Omini, 1998: 134-150.
[6]	WANG H. Control of the output probability density functions for a class of nonlinear stochastic systems[C]//Proc. of the IFAC Workshop on Algorithms and Architectures for Realtime Control. Cancun, Mexico: Elesvier, 1998: 152-180.
[7]	张春雨. 管式聚合反应温度分布建模及控制方法的研究[D]. 北京: 北京化工大学, 2005. ZHANG C Y. The study of temperature distribution model and control in tubular polymeiuzation reaction[D].Beijing: Beijing University of Chemical Technology, 2005.
[8]	吴海燕. 利用神经网络实现聚合反应分子量分布的建模与控制[D]. 北京: 北京化工大学, 2004. WU H Y. Modeling and controlling molecular weight distribution for polymerization processes via neural networks[D]. Beijing: Beijing University of Chemical Technology, 2004.
[9]	申珊华, 曹柳林, 王晶.基于分布函数矩的聚合物分子量分布预测控制[J]. 化工学报, 2013, 64(12): 4379-4384, DOI: 10.3969/j.issn.0438-1157.2013.12. 016. SHEN S H, CAO L L, WANG J. Predictive control of molecular weight distribution in polymerization reaction based on moment of MWD[J]. CIESC Journal, 2013, 64(12): 4379-4384, DOI: 10.3969/j.issn. 0438-1157.2013.12.016.
[10]	钱积新, 赵均, 徐祖华.预测控制[M].北京: 化学工业出版社, 2007. QIAN J X, ZHAO J, XU Z H.Model Predictive Control[M]. Beijing: Chemical Industry Press, 2007.
[11]	韩恺, 赵均, ZHU Yucai, 等.一种扰动自适应的鲁棒预测控制算法[J]. 化工学报, 2009, 60(7): 1730-1738. HAN K, ZHAO J, ZHU Y C, et al.A robust MPC technique with adaptive disturbance model[J]. CIESC Journal, 2009, 60(7): 1730-1738.
[12]	徐祖华, 赵均, 钱积新.基于Min-Max的预测控制鲁棒参数设计[J]. 化工学报, 2004, 55(4): 613-617. XU Z H, ZHAO J, QIAN J X.Robust design method of predictive controller parameter based on Min-Max ruler[J]. Chinese Journal of Chemical Industry and Engineering(China), 2004, 55(4): 613-617.
[13]	徐祖华, ZHU Yucai, 赵均, 等.新一代的自适应模型预测控制器[J]. 化工学报, 2008, 59(5): 1207-1215. XU Z H, ZHU Y C, ZHAO J, et al. Next-generation adaptive MPC controller[J]. Chinese Journal of Chemical Industry and Engineering (China), 2008, 59(5): 1207-1215.
[14]	程正兴, 李水根. 数值逼近与常微分方程数值解[M]. 西安: 西安交通大学出版社, 1998. CHEN Z X, LI S G.Numerical Approximation and Numerical Solution of Ordinary Differential Equations[M]. Xi'an: Xi'an Jiaotong University Press, 1998.

[1]	杨欣, 王文, 徐凯, 马凡华. 高压氢气加注过程中温度特征仿真分析[J]. 化工学报, 2023, 74(S1): 280-286.
[2]	何松, 刘乔迈, 谢广烁, 王斯民, 肖娟. 高浓度水煤浆管道气膜减阻两相流模拟及代理辅助优化[J]. 化工学报, 2023, 74(9): 3766-3774.
[3]	陈哲文, 魏俊杰, 张玉明. 超临界水煤气化耦合SOFC发电系统集成及其能量转化机制[J]. 化工学报, 2023, 74(9): 3888-3902.
[4]	齐聪, 丁子, 余杰, 汤茂清, 梁林. 基于选择吸收纳米薄膜的太阳能温差发电特性研究[J]. 化工学报, 2023, 74(9): 3921-3930.
[5]	陈国泽, 卫东, 郭倩, 向志平. 负载跟踪状态下的铝空气电池堆最优功率点优化方法[J]. 化工学报, 2023, 74(8): 3533-3542.
[6]	刘文竹, 云和明, 王宝雪, 胡明哲, 仲崇龙. 基于场协同和耗散的微通道拓扑优化研究[J]. 化工学报, 2023, 74(8): 3329-3341.
[7]	邢雷, 苗春雨, 蒋明虎, 赵立新, 李新亚. 井下微型气液旋流分离器优化设计与性能分析[J]. 化工学报, 2023, 74(8): 3394-3406.
[8]	张曼铮, 肖猛, 闫沛伟, 苗政, 徐进良, 纪献兵. 危废焚烧处理耦合有机朗肯循环系统工质筛选与热力学优化[J]. 化工学报, 2023, 74(8): 3502-3512.
[9]	诸程瑛, 王振雷. 基于改进深度强化学习的乙烯裂解炉操作优化[J]. 化工学报, 2023, 74(8): 3429-3437.
[10]	吴文涛, 褚良永, 张玲洁, 谭伟民, 沈丽明, 暴宁钟. 腰果酚生物基自愈合微胶囊的高效制备工艺研究[J]. 化工学报, 2023, 74(7): 3103-3115.
[11]	汤晓玲, 王嘉瑞, 朱玄烨, 郑仁朝. 基于Pickering乳液的卤醇脱卤酶催化合成手性环氧氯丙烷[J]. 化工学报, 2023, 74(7): 2926-2934.
[12]	文兆伦, 李沛睿, 张忠林, 杜晓, 侯起旺, 刘叶刚, 郝晓刚, 官国清. 基于自热再生的隔壁塔深冷空分工艺设计及优化[J]. 化工学报, 2023, 74(7): 2988-2998.
[13]	江锦波, 彭新, 许文烜, 门日秀, 刘畅, 彭旭东. 泵出型螺旋槽油气密封泄漏特性及参数影响研究[J]. 化工学报, 2023, 74(6): 2538-2554.
[14]	陈朝光, 贾玉香, 汪锰. 以低浓度废酸驱动中和渗析脱盐的模拟与验证[J]. 化工学报, 2023, 74(6): 2486-2494.
[15]	赵春雷, 郭亮, 高聪, 宋伟, 吴静, 刘佳, 刘立明, 陈修来. 代谢工程改造大肠杆菌生产软骨素[J]. 化工学报, 2023, 74(5): 2111-2122.

分布曲线对象的无偏模型预测控制算法

Offset-free model-predictive control algorithm of distribution process

PDF (PC)

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献 14

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价