过程控制系统中的在线自适应模型预测控制

摘要

创建和使用自适应DMC型或其它MPC控制器的方法包括在过程操作期间，利用模型交换技术定期确定用于在线过程回路的过程模型，例如参数化过程模型。然后，当MPC控制器在线操作时，该方法基于新的控制模型，利用过程模型产生MPC控制模型，创建MPC控制器算法并将其下载至MPC控制器。此技术通常适用于单回路MPC控制器，尤其适用于控制时域为1或2的MPC控制器，此技术使得MPC控制器在过程的正常操作期间可以进行调整，以改变MPC控制器所基于的过程模型，从而解决过程变化的问题。自适应MPC控制器不需要大量计算上的开销，因此在过程控制系统的分布式控制器中很容易实现，同时提供与PID控制器一样或者在某些情况下比PID控制器更好的控制，尤其是在死区时间占主导地位的过程回路中，以及在达到稳态的过程时间内受到过程不匹配的过程回路中。

主权项

一种加工厂内的用于控制一个或多个设备从而在过程的在线操作期间随着时间的推移控制所述加工厂中的过程的过程控制器，该过程控制器通信联接至所述加工厂内的第一现场设备和第二现场设备中的至少一个，并且所述过程控制器包括：动态矩阵控制控制器，其具有基于在所述过程控制器处从所述第一现场设备接收的输入信号使用增益矩阵产生控制信号的控制器算法，所述输入信号用于表示所述加工厂内的测量值，并且由所述过程控制器输出的所述控制信号被传输至所述第一现场设备和所述第二现场设备中的至少一个，以改变所述第一现场设备或所述第二现场设备的操作，从而控制所述加工厂中的过程；过程模型估计单元，其与过程相连，以在过程的在线操作期间采集过程数据，并且根据所采集的过程数据确定表示过程操作的过程模型；以及控制器调整单元，其使用所述过程模型计算在动态矩阵控制器算法中使用的新的增益矩阵并且其调整所述动态矩阵控制器的所述控制器算法以使用该新的增益矩阵，来产生待传输至所述第一现场设备或所述第二现场设备的新的控制信号，其中当该控制器在线操作以控制该过程时，该控制器调整单元调整该控制器以使用该新的增益矩阵。