复杂热工对象非对称约束自适应控制方法

摘要

本发明公开了一种复杂热工对象的非对称约束自适应控制方法。该方法通过一个能够直观反映复杂热工对象能量和质量间失配和失衡的四维非对称量度和约束空间来建立自适应控制规则，进而实现对热工调节回路中PID调节器和动态补偿环节的自适应校正。实际应用证明该方法物理意义明了，便于机理或辨识建模；可以直接采用分散控制系统的基本控制算法设计组态实现，现场调整简单；适用于各种具有强耦合、非线性、大滞后和时变特征的复杂热工对象的优化控制。

主权项

一种复杂热工对象非对称约束自适应控制方法，其特征在于：在复杂热工对象自动调节回路的设定值形成回路(1)、PID调节器(2)、动态前馈环节(3)、动态解耦环节(4)或控制输出限幅环节(5)中，设计有非对称约束自适应校正环节(10)，该环节(10)可以根据复杂热工对象本身热量和质量间的失衡和失配程度，对上述(1)或(2)或(3)或(4)或(5)的可调整参数进行在线自适应校正，具体是由以下步骤和方法实现的：步骤1.1.从机组分散控制系统DCS中选择及计算得到复杂热工对象输入、输出能量和质量变量e_i、m_j，0≤i，j≤2；步骤1.2.由复杂热工对象的热力学方程或辨识模型计算其能量和质量的多目标和多自由度约束条件，包括：‑能量e_i或质量m_j变量偏差Δe_i、Δm_j或偏差变化速率本身的正反向非对称约束；‑能量e_i或质量m_j变量的偏差Δe_i、Δm_j与对应的偏差变化速率间的非对称约束；‑能量e_i或质量m_j变量相互之间偏差Δ(e_i‑m_j)及偏差变化率的动态非对称约束；从而得到分别对应于(1)或(2)或(3)或(4)或(5)的非对称约束信号(11)、(12)、(13)、(14)、(15)；步骤1.3.将上述非对称约束信号(11)、(12)、(13)、(14)、(15)与(1)或(2)或(3)或(4)或(5)的可调整参数的初始值进行叠加或限幅，构成复杂热工对象的非对称约束自适应校正环节(10)，从而实现其自动调节回路的自适应优化控制，即(1)或(2)或(3)或(4)或(5)的非对称约束信号(11)、(12)、(13)、(14)、(15)的输出δ表达为：$\delta ={\delta }_0+\underset{j=0}{\overset{2}{\Sigma }}\left(\underset{i=0}{\overset{2}{\Sigma }}{a}_{ij}·\left|{\mathrm{\Delta e}}_j^{i-j}\right|·{\mathrm{\Delta e}}_j^i·\frac{d\left({\mathrm{\Delta e}}_j\right)}{dt}\times \underset{i=0}{\overset{2}{\Sigma }}{b}_{ij}·\left|{\mathrm{\Delta m}}_j^{i-j}\right|·{\mathrm{\Delta m}}_j^i·\frac{d\left({\mathrm{\Delta m}}_j\right)}{dt}\right)$其中：i，j为整数且0≤i，j≤2，δ₀为(1)或(2)或(3)或(4)或(5)的可调整参数的初始值；a_ij、b_ij为加权系数。