复杂工业过程运行优化与反馈控制_柴天佑

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1、第39卷第11期自动化学报Vol.39,No.112013年11月ACTAAUTOMATICASINICANovember,2013复杂工业过程运行优化与反馈控制柴天佑1摘要过程控制不仅使被控对象的输出尽可能好地跟踪控制器设定值,而且要对整个工业装置的运行进行控制,使反映产品在该装置加工过程中质量、效率与消耗等指标,即运行指标在目标值范围内,尽可能提高质量与效率指标,尽可能降低消耗指标,即实现工业过程运行优化控制.本文在综述了已有的运行优化与控制方法的基础上,重点介绍了复杂工业过程的数据驱动的混合智能运行优化控制和运行控制半实物仿真系统,并以赤铁矿磨矿过程为应用研究案例,仿真实验

2、和工业应用结果表明所提方法的有效性,并指出了复杂工业过程运行优化控制研究需要关注的问题.关键词复杂工业过程,运行优化,运行反馈控制,运行指标预报,半实物仿真系统引用格式柴天佑.复杂工业过程运行优化与反馈控制.自动化学报,2013,39(11):1744¡1757DOI10.3724/SP.J.1004.2013.01744OperationalOptimizationandFeedbackControlforComplexIndustrialProcesses1CHAITian-YouAbstractProcesscontrolshouldensurenotonlycontrol

3、ledvariablestofollowtheirsetpointvalues,butalsothewholeprocessplanttomeetoperationalrequirementsoptimally(e.g.,quality,e±ciencyandconsumptions).Processcontrolshouldalsoenableoperationalindicesforqualitytoande±ciencytobeimprovedcontinuously,whilekeepingtheindicesrelatedtoconsumptionsatthelowes

4、tpossiblelevel.Thispaperstartswithasurveyontheexistingoperationaloptimiza-tionandcontrolmethodologiesandthenpresentsadata-drivenhybridintelligentoptimaloperationalcontrolforcomplexindustrialprocesseswhereprocessoperationalmodelsaredi±culttoobtain.Applicationsviaahybridsimulationsystemandanind

5、ustrialgrindingprocessforhematiteoremineralprocessingarepresentedtodemonstratethee®ectivenessoftheproposedoperationalcontrolmethod.Issuesforfutureresearchontheoptimaloperationalcontrolforcomplexindustrialprocessesareoutlinedbeforeconcludingthepaper.KeywordsComplexindustrialprocess,operational

6、optimization,operationalfeedbackcontrol,operationalindicesprediction,hybridsimulationsystemCitationChaiTian-You.Operationaloptimizationandfeedbackcontrolforcomplexindustrialprocesses.ActaAuto-maticaSinica,2013,39(11):1744¡1757传统的过程控制假定可以获得控制器设定值,控制不仅使被控过程的输出尽可能好地跟踪控制器研究集中在如何设计控制器在保证闭环系统稳定的设定值

7、,而且要对整个工业装置的运行进行控制,使条件下,使被控对象的输出尽可能好地跟踪设定值.反映产品在该装置加工过程中质量、效率与消耗等忽略偏离理想设定点的反馈控制不能实现系统的优指标,即运行指标在目标值范围内,尽可能提高质量化运行.与效率指标,尽可能降低消耗指标,即实现工业过程现代过程工业的发展和日趋激烈的国际市场竞运行优化控制.计算机技术和通讯技术的发展为实争使得工业界对过程控制提出了新的需求

8、过程现工业过程运行优化控制提供了实现平台.工业过程的运行优化与控制受到工业界和学术[1¡