用于化学循环过程的非线性模型预测控制

摘要

一种用于优化化学循环(“CL”)设备的控制系统包括降阶数学模型(“ROM”)，该降阶数学模型通过消除对结果具有最小影响的数学项而设计。非线性优化器提供各种输入至ROM，并且监测输出以确定接着提供给CL设备的最优输入。评估器评估CL设备的各种内部状态变量值。系统具有一个结构，其适合于控制仅提供CL环路A和CL环路B中的压力测量值的CL设备，第二结构，其适合于控制提供环路A和环路B两者中的压力测量值和固体水平的CL设备，以及第三结构，其适合于控制提供内部状态变量的所有信息的CL设备。最终结构提供神经网络NMPC控制器以控制环路A和环路B的操作。

主权项

一种优化具有环路A和环路B的化学循环设备的操作的方法，每个环路具有上升器，用于向上运送空气/气体中携带的固体颗粒接着穿过水平上管道至分离单元，所述分离单元适合于从流体分离所述固体颗粒，所述分离单元提供向下穿过下沉路径至密封容器的所述固体颗粒，在相互连接点处，所述密封容器将所述固体颗粒选择性地发送穿过交叉管至相对的环路，或穿过返回路径至下管道，所述流体引入到所述下管道中，将所述固体颗粒从所述下管道吹起并使所述固体颗粒通过所述上升器返回，所述方法包括如下步骤：通过如下创建降阶模型(“ROM”)：采用用于压力、压降、质量流、空气加速度和用于所述上升器、下沉路径和返回路径中的每一个的颗粒的项来创建质量守恒方程；消去除了限定摩擦的这些压降项之外的用于所述返回路径的压降项；消去所述返回路径中的加速度项；将由于摩擦而产生的所述返回路径的压降设定为常数；提供各种输入(ui)至所述ROM并且监测所述ROM的输出(yi)以确定用于所述化学循环设备的最优设定；以及提供所述最优设定至所述化学循环设备以导致所述化学循环设备的最优操作。