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实时优化与外部目标的关系

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:将“预测+SSTC+动态控制”组成的整体称为多变量预测控制器。现有国外较成熟的RTO技术主要采用过程的稳态机理模型。RTO是一种约束非线性优化问题,其约束是与当前工作点相关的各类物理约束。RTO采用用户选择的目标函数,这一点和SSTC一样。RTO的优化结果传送给SSTC,使得SSTC中一部分变量具有ET。实现ET要求对应的控制器能够跟踪ET,同时满足各种约束。SSTC要回答设定值从何而来,稳态目标如何可行等问题。

实时优化与外部目标的关系

将“预测+SSTC+动态控制”组成的整体称为多变量预测控制器。此处,简单地讨论一下RTO和多变量预测控制器的关系。现有国外较成熟的RTO技术主要采用过程的稳态机理模型。该过程模型中有些参数需要在每次执行RTO前更新,更新的基本原则是采用过程的实测数据,使模型与实际过程匹配。RTO是一种约束非线性优化问题,其约束是与当前工作点相关的各类物理约束。比如,SSTC中的各种变量的物理约束就可能反映在RTO的优化问题中,因为这样才能保证在当前工况下,RTO的优化结果对SSTC而言是可行的。

但是,RTO和SSTC具体优化的范围是不一样的。RTO的每个模型输入未必是多变量预测控制器的一个模型输入;RTO的每个模型输出也未必是多变量预测控制器的一个模型输出。RTO采用用户选择的目标函数(显然这种选择要在RTO优化能解决的范围内),这一点和SSTC一样。RTO的优化结果传送给SSTC,使得SSTC中一部分变量具有ET。通常,ET会靠近对应变量的约束界,因为经常是在这些边界上,经济效益最好。

正是由于ET经常靠近约束界,实现RTO输出结果的最佳手段往往是预测控制器,因为后者是实现约束多变量控制的最佳方法。实现ET要求对应的控制器能够跟踪ET,同时满足各种约束。其他控制策略(如PID)难以处理各种约束条件。当然,SSTC位于RTO和动态控制模块之间,主要起到“协调者”的作用。如果直接在动态控制模块中跟踪ET,SSTC可以变得简单一些(即不用跟踪ET)。SSTC除了协调ET满足的各种约束外,还要协调那些没有ET的变量的设定值、放松无法满足(但可以放松)的约束等。SSTC要回答设定值从何而来,稳态目标如何可行等问题。(www.xing528.com)

另外显而易见的是,ET不仅可以来自RTO,也可以来自其他渠道,只要确认这样的ET是“优”的,比采用SSTC自行给出对应变量的设定值更“优”即可。有些变量可以有理想停留值(Ideal Rest Value,IRV),这也是一种ET。ET可以针对CV,也可以针对MV。由于不是所有的MV都有ET,所以由MV的ET不能确定CV的ET。即使出现MV的ET和CV的ET不一致(即不满足SSTC所用的稳态关系模型),SSTC也可以协调处理。

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