A methodology for process modeling and control and the software system
implementation of this methodology, which includes a rigorous, nonlinear
process simulation model, the generation of appropriate linear models
derived from the rigorous model, and an adaptive, linear model predictive
controller (MPC) that utilizes the derived linear models. A state space,
multivariable, model predictive controller (MPC) is the preferred choice
for the MPC since the nonlinear simulation model is analytically
translated into a set of linear state equations and thus simplifies the
translation of the linearized simulation equations to the modeling format
required by the controller. Various other MPC modeling forms such as
transfer functions, impulse response coefficients, and step response
coefficients may also be used. The methodology is very general in that any
model predictive controller using one of the above modeling forms can be
used as the controller. The methodology also includes various modules that
improve reliability and performance. For example, there is a data
pretreatment module used to pre-process the plant measurements for gross
error detection. A data reconciliation and parameter estimation module is
then used to correct for instrumentation errors and to adjust model
parameters based on current operating conditions. The full-order state
space model can be reduced by the order reduction module to obtain fewer
states for the controller model. Automated MPC tuning is also provided to
improve control performance.
Μια μεθοδολογία για τη διαμόρφωση και τον έλεγχο διαδικασίας και την εφαρμογή συστημάτων λογισμικού αυτής της μεθοδολογίας, που περιλαμβάνει ένα αυστηρό, μη γραμμικό πρότυπο προσομοίωσης διαδικασίας, η παραγωγή των κατάλληλων γραμμικών προτύπων προήλθε από το αυστηρό μοντέλο, και έναν προβλεπτικό ελεγκτή προσαρμοστικών, γραμμικών προτύπων (MPC) που χρησιμοποιεί τα παραγόμενα γραμμικά πρότυπα. Ένας κρατικός διαστημικός, πολυμεταβλητός, πρότυπος προφητικός ελεγκτής (MPC) είναι η προτιμημένη επιλογή για το MPC δεδομένου ότι το μη γραμμικό πρότυπο προσομοίωσης είναι αναλυτικά μεταφρασμένο σε ένα σύνολο γραμμικών κρατικών εξισώσεων και απλοποιεί έτσι τη μετάφραση των γίνοντων γραμμικό εξισώσεων προσομοίωσης στο σχήμα διαμόρφωσης που απαιτείται από τον ελεγκτή. Οι διάφορες άλλες μορφές διαμόρφωσης MPC όπως οι λειτουργίες μεταφοράς, οι συντελεστές απάντησης ώθησης, και οι συντελεστές απάντησης βημάτων μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν. Η μεθοδολογία είναι πολύ γενική δεδομένου ότι οποιοιδήποτε διαμορφώνουν τον προφητικό ελεγκτή χρησιμοποιώντας μια από τις ανωτέρω μορφές διαμόρφωσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ελεγκτής. Η μεθοδολογία περιλαμβάνει επίσης τις διάφορες ενότητες που βελτιώνουν την αξιοπιστία και την απόδοση. Παραδείγματος χάριν, υπάρχει μια ενότητα προεπεξεργασίας στοιχείων που χρησιμοποιείται για να προεπεξεργαστεί τις μετρήσεις εγκαταστάσεων για την ακαθάριστη ανίχνευση λάθους. Μια ενότητα συμφιλίωσης στοιχείων και εκτίμησης παραμέτρου χρησιμοποιείται έπειτα για να διορθώσει για τα λάθη ενοργάνωσης και για να ρυθμίσει τις πρότυπες παραμέτρους βασισμένες στους τρέχοντες λειτουργούντες όρους. Το κρατικό διαστημικό πρότυπο πλήρης-διαταγής μπορεί να μειωθεί από την ενότητα μείωσης διαταγής για να λάβει λιγότερα κράτη για το πρότυπο ελεγκτών. Ο αυτοματοποιημένος συντονισμός MPC παρέχεται επίσης για να βελτιώσει την απόδοση ελέγχου.
