[发明专利]利用免疫学概念的过程控制和优化技术

权利要求书

1.一种用于控制过程的过程控制系统，包括：

控制器，其适于使用一组目标控制信号值来产生一个或多个用于控制所述过程内一个或多个现场设备的过程控制信号；和

优化器，其通信连接到所述控制器以在所述过程的在线操作期间生成该组目标控制信号值，所述过程的所述在线操作包括调整操作模式和对应于所述过程的稳态操作的随机优化操作模式，并且所述目标控制信号值包括一组操纵控制变量(MV)的目标值，所述优化器包括：

存储器，其用于存储多个过程控制状态，所述多个过程控制状态中的每个过程控制状态包括与先前在所述过程的所述在线操作期间控制所述过程中经历的实际操作条件相关联的一组过程输入变量的值和一组过程输出变量的值，该组过程输入变量至少包括该组操纵控制变量(MV)和一组扰动变量(DV)，

优化单元，其通信连接到所述存储器以使用所存储的多个过程控制状态来生成一系列所述目标控制信号值，供所述控制器在所述过程的所述随机优化操作模式期间使用，以迭代地将所述过程驱向与所述过程稳态操作相关联的最优过程操作条件，其中所述过程稳态操作对应于该组扰动变量中的至少一个扰动变量的扰动变量(DV)稳态条件，

响应单元，其通信连接到所述存储器并且操作所述过程的所述调整操作模式，以通过选择所存储的多个过程控制状态中的一个或多个过程控制状态的子组并使用从所存储的多个过程控制状态中选择的一个或多个过程控制状态的子组产生由控制器使用的一组新的目标控制信号值，来对该组扰动变量中的至少一个扰动变量从所述扰动变量(DV)稳态条件的变化进行响应并且比所述随机优化操作模式所能够对该变化进行的响应更快，以将所述过程驱向与新的过程稳态操作相关联的新的最优过程操作条件，从所存储的多个过程控制状态中选择的所述一个或多个过程控制状态的子组所具有的一个或多个值与所存储的多个过程控制状态中的所述一个或多个 过程控制状态的另一子组的一个或多个值相比，更接近于对应于所述变化的过程控制状态的相应的一个或多个值，以及

变化检测单元，其响应于一个或多个过程输入，以：

检测所述变化，并且基于所检测到的变化，使所述过程退出所述随机优化操作模式并进入所述调整操作模式，并且

在所述过程已经被驱向所述新的最优过程操作条件之后，使所述过程退出所述调整操作模式并且返回所述随机优化操作模式。

2.如权利要求1所述的过程控制系统，其中，针对特定过程控制状态的那组过程输出变量的值包括：由所述特定过程控制状态的那组过程输入变量值应用于所述过程产生的已测量过程输出变量值的指示。

3.如权利要求2所述的过程控制系统，其中，针对所述特定过程控制状态的已测量过程输出变量值的每个指示是由所述特定过程控制状态的那组过程输入变量值应用于所述过程产生的稳态过程变量的指示。

4.如权利要求1所述的过程控制系统，其中，所述那组扰动变量包括测量的、或者根据所述过程的操作离线确定的扰动输入。

5.如权利要求1所述的过程控制系统，其中，所述优化器包括模型创建单元，其根据一个或多个所存储的过程控制状态创建一个或多个所述过程的模型。

6.如权利要求1所述的过程控制系统，其中，所述优化单元包括目标函数，并使用该目标函数来确定两个或更多过程控制状态的相对最优性，以生成那组目标控制信号。

7.如权利要求6所述的过程控制系统，其中，所述目标函数是用户可定义的。

8.如权利要求1所述的过程控制系统，进一步包括过程控制状态管理器，其操作以控制存储在所述存储器中的过程控制状态的数量。

9.如权利要求8所述的过程控制系统，其中，所述过程控制状态管理器根据一个或多个过程控制状态已经在所述存储器中存储的时间长度来去除所述一个或多个所存储的过程控制状态。 

10.如权利要求8所述的过程控制系统，其中，所述过程控制状态管理器根据由所述优化单元或响应单元对一个或多个过程控制状态的使用率的指示来去除所述一个或多个所存储的过程控制状态。

11.如权利要求1所述的过程控制系统，其中，所述那组目标控制信号值包括表示由所述控制器在将来某时刻输出的一个或多个过程控制信号的信号。