一种适用于烟草加工过程PID控制回路的性能评价方法

摘要

本发明涉及烟草加工过程控制的相关技术领域，具体是一种针对烟草加工过程PID控制回路的性能评价方法，其特征在于：针对烟草加工流程中的PID控制回路，提出了用遗传算法结合修正牛顿法的混合遗传算法来优化计算PID控制器可实现的最小方差，避免了传统优化算法容易陷入局部最优的情况，也提高了算法的局部搜索优化能力；并且在目标函数中考虑了控制代价的惩罚，使得最小方差的计算兼顾了控制作用的变化，从而得到更客观高效的性能评价指标，提高过程控制性能监控水平。该方法可对烟草加工过程的串级PID回路进行等价分析，从而有效提高方法的使用范围，提升过程控制性能评价能力，得到更客观高效的性能评价指标。

主权项

一种适用于烟草加工过程PID控制回路的性能评价方法，其特征在于：具体包括以下步骤：(1)针对烟草加工流程中的特定加工工序，选定待评价的PID控制回路，包括单回路或串级回路，确定相应的被控变量和控制变量构成操作数据；(2)确定采集规则：包括采样时间和评价数据范围，根据烟草加工过程的特点，采样时间为5‑15秒；评价数据范围选取生产过程稳定运行的数据段；(3)对采集的操作数据进行预处理：包括奇异值剔除以及平稳性检验。若平稳性检验未通过，则可以对数据进行一次或二次差分处理，并将操作数据减去其平均值或设定值作为辨识模型用数据；(4)对预处理后的操作数据进行时间序列分析，辨识得到ARMAX模型；(5)利用ARMAX模型中过程模型和干扰模型的响应系数S和N，构造包含控制作用变化的目标函数J；(6)设定种群规模NT、交叉概率Pc、变异概率Pm、最大迭代次数T，利用遗传算法和修正牛顿法相结合的混合遗传算法求取目标函数J的最小值，得到PID回路可实现的最小方差，作为性能评价的基准，并相应得到最优的PID参数K；(7)以上述求得的最小值作为PID回路的性能评价基难与实际过程输出方差相比，得到PID控制回路的性能指标