一类化工过程的非线性预测控制建模及优化方法

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1、中国石油大学（华东）博士学位论文一类化工过程的非线性预测控制建模及优化方法姓名：王平申请学位级别：博士专业：控制理论与控制工程指导教师：田学民；黄德先201205 轻在线优化计算负担。通过对连续聚合反应过程进行的控制仿真测试验证了该方法的有针对众多实际优化问题最优控制轨迹的非连续性，数值求解方法会导致优化精度下降甚至求解失败这一问题，在全局正交配置法的基础上，迸一步提出了一种分区联立的动态优化求解方法。该方法利用全局正交化问题的优化分区，根据各弧段间的连接条件，对分区后的动态优化问题联立求解，以确保状态轨迹的连续性。通过在两个典型的生化反应过程操作

2、优化问题中的仿真研究验证了所提方法的高效性。 关键词：非线性模型预测控制；动态优化；全局正交配置；计算负担；聚合反应过程 ����������������������������，�������������������������������．����������������������．������������甎����������������������������．����������������������������������������������．����������������������瑃��������������������

3、�����甌�������������������������������������������� ������������������������������������．�������������������������������������������������������������������������������������������������������������．�������������������甌���������猙�����������甌���������������������������������．���

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5、������� 中国石油大学�6�博士学位论文在市场经济环境下，生产过程的原料来源和性质、装置处理量、生产方案及所需产品的数量和质量指标，都会经常发生变化。另外，考虑到生产的安全性、节能降耗以及环境保护等诸多因素，在控制器的设计问题中往往表现为不同的控制目标和约束条件。因此，如何在操作条件频繁变化的情况下，保证过程操作变量不超限，使装置平稳安全生产并获取最大经济效益，成为过程控制的一个基本要求【��。与传统的工业控制方法不同，模型预测控常���������线性系统的预测控制����������目���模型预测控制概述模型预测控制基本原理 过去未来

6、���������化问题归结为一个二次规划�����优化工具求解【�】，可以保证在线优化的实时性。� 中国石油大学�6�博士学位论文【�】行解集合。 �酢�七���厅�����琲�，如·�������于实际系统中常包含一些不确定的因素，式�．�并不能完全准确地描述被控对象的动差信息�七�琍��，⋯，�七一，�Ｕ�Ｐ���的预测输出，得到对系统输出的闭环预测：�·�式中互��为某一线性或非线性映射函数，具体表达形式取决于所使用的反馈校正策略，刻后保持不变，使得某一特定的性能指标在约束条件下达到最优：�·��，弗��件下，寻找一组控制输入序列使性能指标

7、极小的优化问题。由此求得��国内外研究现状� 中国石油大学�6�博士学位论文用现状和发展趋势作了相当全面的总结。炼油化工过程的机理模型是根据过程的质量、能量和动量守恒等物理或化学特性所 �������������瓵����对被控对象有比较透彻的了解，如果生产过程的工艺复杂，关联因素多，建模的难度会从算法角度来讲，基于严格机理模型的非线性预测控制所要解决一个的关键问题是方法主要有间接法、动态规划方法以及直接法三种。其中，直接法是求解带约束的动态非线性规划�����的优化方法�缧蛄卸�喂婊������������饕0�ㄓ邢拊U慌渲梅ê腿ň终�慌渲梅��

8、，�。蚓。�����������，�／��纸械サ愦虬蟹�把连� 中国石油大学�6�博士学位论文���线性预测控制动态优化问