先进控制技术研究与应用现状调研报告
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智能控制器调研报告范文一、引言智能控制器是指基于现代科技手段如人工智能等,对设备和系统进行智能化控制的一种装置。
近年来,随着科技的不断进步,智能控制器在各个领域得到了广泛应用,对自动化技术的发展起到了重要的推动作用。
本次调研旨在了解智能控制器在各个行业中的具体应用情况以及发展趋势。
二、智能控制器的定义和分类智能控制器是一种集成化的控制系统,能够根据输入的各种信号和条件,自动运行并进行决策和控制。
根据其功能和应用场景的不同,智能控制器可以分为以下几类:1. 工业控制器:主要应用于工业自动化领域,如生产线的自动控制、机器人控制等。
工业控制器具有高度的稳定性和可靠性,能够提高生产效率和产品质量。
2. 智能家居控制器:用于智能家居系统的控制,如灯光控制、温度调节、家电设备的远程控制等。
智能家居控制器能够实现家居设备的智能化管理,提高居住的舒适度和安全性。
3. 车载控制器:应用于汽车电子控制系统,如发动机控制、制动系统控制、驾驶辅助系统等。
车载控制器对汽车性能的稳定性和安全性具有重要影响,是现代汽车技术发展的关键。
4. 医疗控制器:应用于医疗设备的控制和监测,如手术机器人、心脏起搏器等。
医疗控制器能够实现对医疗设备的精确控制,提高医疗效果和安全性。
三、智能控制器的应用案例1. 工业控制器的应用在工业自动化领域,智能控制器可以实现对生产线的自动化控制。
例如,在汽车生产线上可以通过智能控制器对机械臂的动作进行准确控制,提高生产效率和质量。
此外,智能控制器还可以实现对环境参数的监测和调节,保证生产环境的舒适性和安全性。
2. 智能家居控制器的应用智能家居控制器可以实现对家庭设备的远程控制和智能化管理。
例如,可以通过智能手机或平板电脑控制灯光和温度,实现节能和舒适的居住环境。
此外,智能家居控制器还可以实现对安防系统的实时监控和报警功能,提高家庭的安全性。
3. 车载控制器的应用在汽车电子控制系统中,智能控制器起到了至关重要的作用。
先进电机控制技术的研究与应用随着工业化的不断发展,电机控制技术已经逐渐成为了现代生产中最为关键的一项技术之一。
先进电机控制技术对于提升生产效率、改善产品质量、节约能源等方面都具有非常显著的作用。
因此,先进电机控制技术的研究与应用也逐渐成为了一个备受关注的领域。
一、先进电机控制技术的基础电机控制技术的基础是电机理论和控制理论。
电机理论主要包括电机的结构、工作原理、特性参数等方面的内容。
控制理论则包括控制方法、控制算法、控制器设计等方面的内容。
在电机控制技术中,电机理论和控制理论都是非常重要的部分。
只有深入研究这些理论,才能够更好地实现电机的控制和优化。
二、先进电机控制技术的发展现状目前,先进电机控制技术已经不断发展,并取得了很多重要的成果。
其中,矢量控制技术、感应电机控制技术、无传感器电机控制技术等都是非常重要的技术。
在矢量控制技术中,电机的转速和转矩可以被实时控制,因此,可以有效地提升电机的效率和稳定性。
在感应电机控制技术中,通过控制电机转子的电流和电场,实现转速和转矩的调节。
在无传感器电机控制技术中,通过电机转子的变量估计,实现转速和转矩的控制。
这些先进电机控制技术的发展,为电机控制的精确控制和优化提供了有力的手段。
同时也为工业发展带来了更多的机遇和支持。
三、先进电机控制技术在实际生产中的应用先进电机控制技术在实际生产中的应用非常广泛。
例如,在机车牵引系统中,矢量控制技术可以实现牵引功率的稳定性和可靠性。
在轨道交通系统中,感应电机控制技术可以实现列车的平稳运行。
在机床上,无传感器电机控制技术可以实现高精度加工。
目前,先进电机控制技术在风力发电、电动汽车、工业自动化等领域的应用也逐渐得到了较为广泛的应用。
四、未来先进电机控制技术的发展趋势随着技术的不断发展,先进电机控制技术也将逐步向高效、智能、网络化的方向发展。
例如,将先进电机控制技术与互联网、云计算、大数据等技术相结合,实现电机控制的远程监控和智能控制。
第1篇一、实验目的1. 理解先进控制技术的概念、原理及其在实际应用中的重要性。
2. 掌握先进控制算法(如模型预测控制、自适应控制、鲁棒控制等)的基本原理和实现方法。
3. 通过实验验证先进控制算法在实际控制系统中的应用效果,提高对控制系统优化和性能提升的认识。
二、实验器材1. 实验台:计算机控制系统实验台2. 控制系统:直流电机控制系统、温度控制系统等3. 软件工具:Matlab/Simulink、Scilab等三、实验原理先进控制技术是近年来发展迅速的一门控制领域,主要包括模型预测控制(MPC)、自适应控制、鲁棒控制、模糊控制等。
这些控制方法在处理复杂系统、提高控制性能和抗干扰能力等方面具有显著优势。
1. 模型预测控制(MPC):基于系统动态模型,预测未来一段时间内的系统状态,并根据预测结果进行最优控制策略的设计。
MPC具有强大的适应性和鲁棒性,适用于多变量、时变和不确定的控制系统。
2. 自适应控制:根据系统动态变化,自动调整控制参数,使系统达到期望的控制效果。
自适应控制具有自适应性、鲁棒性和强抗干扰能力,适用于未知或时变的控制系统。
3. 鲁棒控制:在系统参数不确定、外部干扰和噪声等因素的影响下,保证系统稳定性和性能。
鲁棒控制具有较强的抗干扰能力和适应能力,适用于复杂环境下的控制系统。
4. 模糊控制:利用模糊逻辑对系统进行建模和控制,适用于不确定、非线性、时变的控制系统。
四、实验内容及步骤1. 直流电机控制系统实验(1)搭建直流电机控制系统实验平台,包括电机、电源、传感器等。
(2)利用Matlab/Simulink建立电机控制系统的数学模型。
(3)设计MPC、自适应控制和鲁棒控制算法,并实现算法在Simulink中的仿真。
(4)对比分析不同控制算法在电机控制系统中的应用效果。
2. 温度控制系统实验(1)搭建温度控制系统实验平台,包括加热器、温度传感器、控制器等。
(2)利用Matlab/Simulink建立温度控制系统的数学模型。
乙烯装置先进控制系统(APC)调研报告1 A公司乙烯装置概况A公司乙烯装置改造后,现有两个裂解炉区、两个急冷系统、两个裂解气压缩系统,两股裂解气经混合干燥后,进入一个顺序分离系统。
装置主要产品有乙烯、丙烯、C4馏份等,同时副产氢气、甲烷、轻重燃料油、裂解汽油等。
2 A公司乙烯装置APC构成2.1 系统硬件构成先进控制技术是以DCS系统为基础的,AspenTech的APC软件都要求在上位机系统实现。
A公司乙烯装置先进控制硬件采用三台上位机系统,均为运行Windows NT4.0操作系统的DELL服务器,装置DCS系统为YOKOGAWA的 CS/CS3000,两系统采用AspenTech开发的通讯接口软件Cimio以Client / Server结构双向通讯。
三台服务器各有分工,LJDMC运行DMCplus,LJWEB运行Infoplus.21和SPYRO,LJDMCWATCH运行Aspen Watch。
三台服务器采用TCP/IP协议相互连网,实现APC的各功能。
APC控制系统硬件构成简图如图1。
2.2 DMC控制器及CLP结构图项目采用了DMCPlus多变量预估控制技术和CLP复合线性规划技术。
DMCPlus 及CLP控制器框架结构如图2所示。
整个乙烯装置总计开发23个主控制器、18个子控制器和2个CLP控制器。
具体控制器如下:老区裂解炉控制器:每台裂解炉采用1个DMCPlus控制器,共11个控制器。
图1 APC控制系统硬件构成简图图2 DMCPlus控制器和CLP结构图●老区急冷控制器:采用1个DMCPlus控制器,包括汽油分馏塔和急冷水塔2个子控制器。
●老区压缩控制器:采用1个DMCPlus控制器。
●脱丙烷塔控制器:采用1个DMCPlus控制器,包括高、低压脱丙烷塔2个子控制器。
●丙烯精馏塔控制器:采用1个DMCPlus控制器,包括新、老丙烯塔2个子控制器。
●乙烯塔温度控制器:采用1个DMCPlus控制器,包括新、老乙烯塔2个子控制器。
控制科学调查报告控制科学调查报告随着科技的不断发展,控制科学作为一门交叉学科,逐渐成为解决现代社会问题的重要工具。
本文将通过对控制科学的调查研究,探讨其在各个领域的应用和未来的发展趋势。
一、控制科学的概念和基本原理控制科学是一门研究如何通过对系统进行调节和控制,使其达到预期目标的学科。
其基本原理包括系统建模、控制器设计和反馈调节等。
通过建立数学模型,分析系统的动态特性,并设计合适的控制器,可以实现对系统的精确控制。
二、控制科学在工业领域的应用1. 自动化生产线控制自动化生产线是现代工业中的重要组成部分。
通过控制科学的方法,可以实现对生产线各个环节的自动控制和优化。
例如,利用传感器和控制器对生产过程中的温度、压力等参数进行实时监测和调节,可以提高生产效率和产品质量。
2. 交通流量控制城市交通拥堵是现代城市面临的一个严峻问题。
控制科学可以应用于交通信号灯的控制,通过分析交通流量数据和预测模型,实现对交通信号灯的智能调节,优化交通流量,减少拥堵。
三、控制科学在环境保护中的应用1. 智能能源管理控制科学可以应用于能源系统的管理和优化。
通过建立能源系统的数学模型,并设计合适的控制策略,可以实现对能源的高效利用和减少能源浪费。
例如,利用智能控制技术对建筑物的照明和空调进行调节,可以实现节能减排。
2. 水资源管理水资源是人类生活中不可或缺的重要资源。
控制科学可以应用于水资源的监测和管理。
通过建立水资源系统的模型,实时监测水质和水量,并设计合适的控制策略,可以实现对水资源的合理利用和保护。
四、控制科学在医疗领域的应用1. 医疗设备控制控制科学可以应用于医疗设备的控制和监测。
例如,利用控制技术对心脏起搏器和呼吸机等医疗设备进行精确控制,可以提高治疗效果和减少风险。
2. 疾病预测和诊断控制科学可以应用于疾病的预测和诊断。
通过建立疾病模型,并利用控制技术对疾病的发展进行监测和预测,可以提前采取相应的治疗措施,提高治疗效果和生存率。
现代测控技术的现状及应用研究现代测控技术的现状及应用研究摘要:现代测控技术是一项结合电子信息、测量、控制等学科为根底的高新技术。
主要包括:网络技术、仪表仪器技术、测量技术、控制自动化技术、信息分析技术以及计算机技术。
广泛应用于社会生活、工业、农业等各个领域。
本文主要对现代测控技术的特点、现状、开展及其应用进行了研究并予以详述。
关键词:现代测控技术;现状;应用现代测控技术是一项高新技术,是新世纪重点开展的技术。
在经济全球化与技术全球化的不断推动下,现代测控技术向着标准化、集成化、智能化、微型化与系统化高速开展。
现代测控技术的优势使其成为一门实践性很强的技术,在各个领域中起着至关重要的作用,促进了社会生产力的开展。
1 现代测控技术的特点1.1数字化数字化是测控技术中不可或缺的一局部,占据了非常重要的地位。
应用于测控领域的各个方面,例如:信号通信处理、控制器到远程终端设备的数字化控制以及远程终端和控制器之间的数字化控制等。
1.2智能化以嵌入式微处理器为测控的技术根底,并采取智能化的仪表仪器去展示其功能多样性,是现代测控技术良好运用的表现。
同时也表现出其本身灵活快捷、使用方便、多功能等优点。
微电子技术的不断开展和人工智能技术的不断创新引进,使智能仪器设备变得更加科学化,计算方法也日益加强。
智能化的测控设备仪器使测控技术水平不断提高。
1.3网络化网络化是指随着科技的开展,网络技术与测控技术完美的结合,建立了便捷高效的现代测控系统。
互联网的不断开展和其他相关技术的不断完善,更大程度地突破了地域的限制,促使现代测控技术不断开展创新,使测控系统变得灵活化,系统化。
测控技术、传感器技术与计算机网络技术的结合那么更好的表达出网络化的特点。
1.4分布化现代测控系统能够实现测量的标准化归功于合理安排现代测控技术,使测控仪器分布在最需要、最合理的地方,分布式的测控系统实现了从测量、控制到管理的全自动化过程,完成了更经济、更环保、更高效的生产目标。
自动控制原理及行业应用的调研报告自动控制原理及行业应用的调研报告一、引言自动控制原理是当今工程领域中应用最广泛的学科之一。
它以人工智能、机器人技术、电子工程等为基础,通过控制系统来自动控制和调节各种工业和生活中的设备、过程和系统。
自动控制技术以其高效、精确、稳定的特点,在工业领域的应用越来越广泛,不仅提高了生产效率,同时也减少了人工干预所带来的误差和安全隐患。
二、自动控制原理的基本概念1. 控制系统控制系统是指将输入的信号经过处理后,通过执行机构对输出量进行调节的一种系统。
控制系统由传感器、控制器、执行器和反馈回路组成。
2. 反馈控制原理反馈控制原理是自动控制系统中最基本的原理之一。
其基本思想是通过对输出信号进行检测并与预期输出进行比较,然后通过调整输入信号来使得实际输出接近预期输出。
这种反馈机制可以有效减小因外界干扰引起的误差,提高系统的稳定性。
3. 控制器控制器是控制系统中的核心部分,它根据输入信号和反馈信号来生成控制信号,使得输出信号能够准确、稳定地达到预期值。
常见的控制器包括比例控制器、积分控制器和微分控制器。
4. 开环控制和闭环控制开环控制是指在没有反馈的情况下,根据输入信号直接控制输出信号的控制方式。
闭环控制是在开环控制的基础上加入了反馈回路,通过对输出信号的检测和比较来调整输入信号,使得输出更加准确和稳定。
三、自动控制原理在行业中的应用案例1. 工业生产自动化在工业生产领域,自动控制技术被广泛应用于各种生产设备和流程中,如自动化装配线、机器人生产线等。
自动控制系统可以根据预设的生产参数,控制各个工序的速度、温度、湿度等参数,提高生产效率和产品质量。
2. 能源管理在能源管理领域,自动控制技术可以通过对电力系统、热力系统等的监测和调节,实现实时优化能源的分配和利用效率,减少浪费,降低能源成本。
3. 交通运输自动控制技术在交通运输中的应用有着广阔的前景。
例如,无人驾驶技术可以通过自动控制系统对车辆的加速、刹车和转向进行调节,提高交通安全和驾驶舒适度。
现代主要控制方法的研究现状及展望现代主要控制方法的研究现状及展望1. 引言控制技术一直是工程领域的重要研究方向,随着科技的不断发展,现代主要控制方法成为了当前的研究热点。
控制方法的研究旨在实现对系统状态或输出的精确控制,从而达到预期的性能指标。
本文将就现代主要控制方法的研究现状及展望展开讨论。
2. 现代控制方法的分类现代控制方法主要包括PID控制、自适应控制、模糊控制、神经网络控制和模型预测控制等。
这些方法在不同的应用领域中发挥着重要作用,但也存在着不同程度的局限性。
在研究现状方面,各种控制方法都在不断地进行改进和发展,以满足对控制精度和鲁棒性的要求。
3. PID控制方法的研究现状PID控制作为一种经典的控制方法,其研究侧重于提高控制系统的稳定性和鲁棒性。
近年来,研究者们通过引入自适应算法和模糊逻辑等方法,对PID控制进行了改进,使其在复杂系统中也能够取得较好的控制效果。
然而,PID控制仍然存在参数调节繁琐、鲁棒性差等问题,未来的研究重点将集中在自适应PID控制和非线性PID控制等方向。
4. 自适应控制方法的研究现状自适应控制旨在实现对系统参数变化的自动调节,以保持系统的性能。
近年来,基于模型参考自适应控制和自适应滑模控制等方法得到了广泛研究和应用。
这些方法通过建立系统模型并引入自适应机制,实现了对系统参数变化的实时跟踪和调节。
未来的研究方向将聚焦于复杂系统的自适应控制和混沌系统的自适应控制等。
5. 模糊控制方法的研究现状模糊控制方法利用模糊逻辑对系统进行建模和控制,能够很好地处理系统的非线性和模糊性。
近年来,研究者们通过改进模糊推理算法和优化控制规则,提高了模糊控制方法的控制精度和鲁棒性。
未来,模糊控制方法有望在智能控制、模糊神经网络和模糊PID控制等方面得到进一步拓展和应用。
6. 神经网络控制方法的研究现状神经网络控制方法利用神经网络对系统进行建模和控制,能够很好地处理非线性和时变系统。
目前,基于深度学习和强化学习等方法的神经网络控制正在得到广泛关注和研究。
先进控制技术研究与应用现状在工业生产过程中,一个良好的控制系统不但要保护系统的稳定性和整个生产的安全,满足一定约束条件,而且应该带来一定的经济效益和社会效益。
然而设计这样的控制系统会遇到许多困难,特别是复杂工业过程往往具有不确定性(环境结构和参数的未知性、时变性、随机性、突变性)、非线性、变量间的关联性以及信息的不完全性和大纯滞后性等,要想获得精确的数学模型十分困难。
因此,对于过程控制系统的设计,已不能采用单一基于定量的数学模型的传统控制理论和控制技术,必须进一步开发高级的过程控制系统,研究先进的过程控制规律,以及将现有的控制理论和方法向过程控制领域移植和改造等方面越来越受到控制界的关注。
世界各国在加强建模理论、辨识技术、优化控制、最优控制、高级过程控制等方面进行研究,推出了从实际工业过程特点出发,寻求对模型要求不高,在线计算方便,对过程和环境的不确定性有一定适应能力的控制策略和方法,如自适应控制系统、预测控制系统、鲁棒控制系统、智能控制系统等先进控制系统。
对于含有大量不确定性和难于建模的复杂系统,基于知识的专家系统、模糊控制、人工神经网络控制、学习控制和基于信息论的智能控制等应运而生,它们在许多领域都开始得到了应用,成为自动控制的前沿学科之一。
由于变量间的关联,使系统不能正常平稳运行,出现各类解耦控制系统。
对于大纯滞后系统自年史密斯提出“预估补偿器”以来,由于预估补偿器对参数变化灵敏度极高,又相继出现了各种改进预估补偿方法,如观测补偿器控制方案、内模控制、双控制器、达林控制箅法、纯滞后对象采样控制等,但均尚未完全真正解决,人们还在继续努力想方设法寻求解决办法。
针对信息不完全性出现了推断控制系统和软测量技术。
本文就目前应用较多、且取得经济效益的预测控制、软测量技术发展及应用作一些介绍,以推动先进控制技术的应用。
一、基于模型的预测控制自20世纪60年代蓬勃发展起来的以状态空间分析法为基础的现代控制理论,在航空、航天、制导等领域取得了辉煌的成果。
在过程控制领域亦有所移植,但实验室及学院式的研究远多于过程工业上的实际应用,其中主要原因是:工业过程的多输入——多输出的高维复杂系统难于建立精确的数学模型,工业过程模型结构、参数和环境都有大量不确定性;工业过程都存在着非线性,只是程度不同而已;工业过程都存在着各种各样的约束,而过程的最佳操作点往往在约束的边界上等,理论与工业应用之间鸿沟很大,为克服理论与应用之间的不协调,70年代以来,针对工业过程特点寻找各种对模型精确度要求低,控制综合质量好,在线计算方便的优化控制算法。
预测控制是在这样的背景下发展起来的一类新型计算机优化控制算法。
(一)预测控制的发展20世纪70年代后期,模型算法控制(MAC)和动态矩阵控制(DMC)分别在锅炉、分馏塔和石油化工装置上获得成功的应用,取得了明显经济效益,从而引起工业控制界的广泛重视。
国外一些公司如Setpoint、DMC、Adersa、Profimatics等也相继推出了预测控制商品化软件包,获得了很多成功的应用。
20世纪80年代初期,人们在自适应控制的研究中发现,为了克服最小方差控制的弱点,有必要吸取预测控制中的多步预测优化策略,这样可增强算法的应用性和鲁棒性。
因此出现了基于辨识模型并带有自校正的预测控制算法,如扩展时域自适应控制(EPSAC)、广义预测控制(GPC)等,这类算法以长时段多步优化取代了经典最小方差控制中的一步预测优化,从而可应用于时滞和非最小相位对象,并改善了控制性能和对模型失配的鲁棒性。
此外,莫拉里等1982年研究一类新型控制结构——内模控制(IMC),发现预测控制算法与这类控制算法有着密切联系。
MAC、DMC是IMC的特例,从结构的角度对预测控制作了更深入的研究。
目前,GPC都是以线性系统作为被控制对象,对于弱非线性系统,一般仍能取得较好的控制效果,但对一些强的非线性系统难于奏效。
对此,非线性的广义预测控制研究开始重视,主要有基于Hammerstein模型广义预测控制、基于LMOPDP模型广义预测控制、基于神经网络的非线性系统广义预测控制,还有基于双线性模型、多模型等多种方法。
预测控制的鲁棒性设计成为预测控制研究的热点之一。
鲁棒预测控制的思想即使用鲁棒控制算法,在算法设计初期就将系统的不确定性考虑进去,使得整个预测控制系统在实际控制中面对对象不确定时仍能表现出应有的稳定性。
相应软件有Honeywell公司推出的基于鲁棒预测控制的RMPCT(Robust Multivariable Predictive Control Technology)等。
智能预测控制主要形式有:基于神经网络、模糊模型、遗传算法、专家控制等智能技术的预测控制算法,这些算法可以处理非线性、多目标、约束条件等生产边界条件在幅度变化的异常情况,智能预测控制思想主要是用智能方法来处理过程的描述问题,特别是非线性过程取得了一定成果。
由于预测控制对于复杂工业过程的适应性,在国内外许多企业得到广泛应用,取得显著经济效益,它在工业过程中有着广阔的应用前景。
(二)预测控制软件包的发展目前,国外已经形成许多以预测控制为核心思想的先进控制商品化软件包,成功应用于石油化工中的催化裂化、常减压、连续重整、延迟焦化、加氢裂化等许多重要装置。
有关部分国外公司软件产品如表。
随着MPC技术应用不断扩大和深入,QDMC在实际应用发生了新问题,由于系统受外界干扰,可能会造成QP 无可行解的情况;系统输入输出可能会失效而丢失,这就产生了自由度可控制结构变化问题;容错能力待提高,需要处理子系统病态问题;控制要求向多样化和复杂化发展,用单目标函数中的权系数来表示所有控制要求是非常困难的。
为了解决无可行解的问题,控制结构能随情况发生变化,能使用于过程动态特性以及更高的品质要求,国外公司技术人员开发第三代MPC,第三代模型预测控制技术主要特点是:处理约束的多变量、多目标、多控制模式和基于模型预测的最优控制器。
在国内应用较多有:IDCOM-M、DMC、SMCA等控制软件包。
在第三代模型预测控制技术基础上又出现了第四代模型预测控制技术,特征是:基于Windows的图形用户界面;采用多层优化,以实现不同等级目标控制;采用灵活的优化方法;直接考虑模型不确定性(鲁棒控制设计);改进的辨识技术等。
主要代表产品有DMC-pllus、RMPCT等。
(三)我国预测控制应用1.国外引进部分先进控制软件包应用由于先进控制软件包可以为企业带来可观的经济效益,我国已引进IDCOM-M、SMCA、DMCplus等先进控制软件,并已投入使用。
另外,Honeywell Profimatics公司已经与中国石化总公司合作,在石化行业推广他们的RMPCT软件,部分已投入使用。
(1)催化裂化装置国内首先由齐鲁石化公司胜利炼油厂引进美国Setpoint公司的多变量预测控制技术(IDCOM-M)获得成功后,大庆石油化工总厂催化裂化装置、兰州炼油化工总厂催化裂化装置、前郭炼油厂催化裂化装置、抚顺石化公司炼油一厂催化裂化装置、燕山石化公司催化裂化装置、乌鲁木齐石化总厂催化裂化装置、荆门石化总厂催化裂化装置等亦从国外引进与合作开发了先进控制系统。
(2)常减压装置齐鲁石化公司胜利炼油厂引进Honeywell公司先进控制软件;大庆石油化工总厂在第三套常减压蒸馏装置引进Honeywell公司RMPCT先进控制软件;燕山石化公司常减压装置先进控制;兰炼常减压装置先进控制。
(3)连续重整装置广州石油化工总厂连续重整装置采用美国西雷公司的数据平台ONSPEC、美国Setpoint公司的多变量预估软件SMCA;金陵石化公司炼油厂连续重整和抽提装置上采用Honeywell公司的鲁棒多变量预估控制器RMPCT;镇海炼化股份有限公司炼油厂连续重整装置采用美国Aspen公司DMCplus先进控制软件。
(4)聚丙烯装置扬子石化公司、上海石化、齐鲁石化公司、燕山石化公司等在聚丙烯装置实施先进控制技术获得了明显经济效益。
2.国内自行开发部分先进控制软件包应用我国通过“八五”“九五”国家重点科技攻关等,在先进控制与优化控制方面积累了许多经验,成功应用实例亦不少。
部分成果已逐渐形成商品化软件。
福建炼油厂化工有限公司与浙江大学合作开发催化裂化装置先进控制系统;洛阳石油化工总厂与石油大学、洛阳石化公司共同开发催化裂化装置;茂名石化炼油厂与石油大学联合开发催化裂化装置先进控制与实时优化系统;上海交通大学开发研制的多变量约束控制软件包MCC是一个处理约束的多变量、多目标、多控制模式和基于模型预测的最优控制器,已成功应用于石家庄炼油化工股份有限公司催化裂化装置,取得明显经济效益;还有浙江大学开发APC-Hiecon,APC-PFC先进控制软件在国内许多工业装置得到了应等等。
(四)预测控制发展方向1.自适应MPC:目前亦有自适应MPCSPAN的产品,但实时实现自适应控制存在一定困难,有待进一步研究。
2.鲁棒MPC:只有RMPCT在控制器设计时考虑到模型不确定性,所以设计具有鲁棒稳定性MPC保障的控制器将减少整定与测试时间。
3.非线性MPC:由于不少的生产过程是非线性,开发简单实用的非线性MPC亦是今后的一个发展方向。
二、软测量技术由于在线分析仪表(传感器)不仅价格昂贵,维护保养复杂,而且由于分析仪表滞后大,最终将导致控制质量的性能下降,难以满足生产要求。
还有部分产品质量目前无法测量,这在工业生产中实例很多,例如精(分)馏塔产品成分;塔板效率;干点、闪点;反应器中反应物浓度、转化率、催化剂活性;高炉铁水中的含硅量;生物发酵罐中的生物量参数等。
近年来,为了解决这类变量的测量问题,各方面在深入研究,目前应用较广泛的是软测量方法。
软测量的基本思想是对于难于测量或暂时不能测量的重要变量(或称之为主导变量),选择另外一些容易测量的变量(或称之为辅助变量),通过构成某种数学关系来推断和估计,以软件来代替硬件(传感器)功能。
这类方法具有响应迅速,连续给出主导变量信息,且具有投资低、维护保养简单等优点。
近年来,国内外对软测量技术进行了大量研究。
著名国际过程控制专家McaVoy教授将软测量技术列为未来控制领域需要研究的几大方向之一,具有广阔的应用前景。
软测量技术主要内容有:机理分析与辅助变量选择,数据采集和预处理,软测量模型建立,在线校正,实施及评价。
(一)软测量建模方法软测量的核心问题是其模型的建立,也即建立待估计变量与其他直接测量变量间的关联模型。
软测量建模的方法多种多样,且各种方法互有交叉,且有相互融合的趋势,因此很难有妥当而全面的分类方法。
目前,软测量建模方法一般可分为:机理建模、回归分析、状态估计、模式识别、人工神经网络、模糊数学、基于支持向量机(SVMs)和核函数的方法、过程层析成像、相关分析和现代非线性系统信息处理技术等。