[发明专利]估计用于控制工业过程的系统模型的初始状态

权利要求书

1.一种估计具有多个子过程的工业过程的系统模型的初始状态的方法，所述方法包括：

-作为状态变量x的函数最优化包括所述工业过程的观测量y与合并混合逻辑动态MLD系统模型的输出之间差的目标函数J，其中所述最优化在过去的若干时间步上执行，并且遭受由所述合并MLD系统模型的动态特性定义的约束，并且其中所述合并MLD系统模型是表示所述工业过程的所述子过程的MLD子系统模型的组合；以及

-将在最终时间步的所述状态变量的最优化值x₀保留为估计的初始状态，用于基于所述合并MLD系统模型控制所述工业过程。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述状态变量包括中间状态变量，其特征在于，它包括：

-从所述最优化中排除所述中间状态变量，以及

-通过评估所述MLD系统模型来在所述最终时间步模拟所述中间状态变量值，并且在估计的初始状态x₀中保留模拟的值。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，它包括：

-识别中间子过程，其互连两个外围子过程，其中表示所述两个外围子过程的两个MLD子系统模型仅经由所述中间子过程交互作用，以及

-将表示所述中间子过程的所述MLD子系统的状态变量指定为中间状态。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，它包括：

-至少在所述最优化期间的一个时间点向所述目标函数J增加包括所述模型输出的函数与人工观测y的函数之间差的凸函数的正则化项；或者

-在所述最优化的所选时间步向最优化问题的约束增加人工观测y。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，它包括：

-向遭受变化的过程条件和/或所述模型与所述工厂之间差的过程变量的演化增加校正项，其中校正项由作为常量演化并遭受过程噪声的单个状态或具有常量输入并遭受过程噪声的第一阶滤波器实现。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述合并MLD系统(S)涉及状态向量、输入向量和输出向量，并且是两个任意互连的MLD子系统(S1，S2)的组合，其中每个子系统都涉及相应状态向量、相应输入向量、相应输出向量、相应实辅助变量和相应布尔辅助变量，并且由相应状态(等式1a)和输出等式(等式1b)以及约束(等式1c)描述，并且其中：

-所述两个子系统(S1，S2)经由通过一个子系统(S1，S2)的相关输出(dy1，dy2)和另一个子系统(S2，S1)的相关输入(du2，du1)形成的相关对(dy1，du2；dy2，du1)互连；

-所述子系统(S1，S2)的独立输入(iu1，iu2)和输出(iy1，iy2)不是所述相关对(dy1，du2；dy2，du1)的一部分；

-组合系统(S)的状态变量(x)由所述子系统(S1，S2)的对应状态(x1；x2)组成，所述组合系统(S)的输入向量和输出向量(u，y)由所述子系统(S1，S2)的对应独立输入(iu1，iu2)和对应独立输出(iy1，iy2)组成；

-通过用定义du的线性组合替换MLD矩阵(A，B，C，D，E)中的所述相关输入du的每次出现而从所述合并MLD系统中消去第一相关对(dy₁，du₂；dy₂，du₁)；

-第二相关对(dy₁，du₂；dy₂，du₁)由所述组合系统(S)的附加辅助实变量和/或布尔变量(z₁₂，z₂₁，δ₁₂，δ₂₁)替换；以及

-每个子系统(S1，S2)的第二相关输出(dy₁，dy₂)的输出等式(等式1b)被转换成涉及所述附加实和/或布尔变量(z₁₂，z₂₁，δ₁₂，δ₂₁)的所述组合系统(S)的附加约束(等式1d)。