[发明专利]一种预测方法及装置

说明书

本发明公开了一种预测方法和装置，包括：将过程响应的输入信号与预置第一常数2相乘，得到第一输出信号；通过预置的纯滞后运算公式对输入信号进行纯滞后运算，得到第二输出信号；将第二输出信号作为减信号，将输入信号作为被减信号，获取输入信号与第二输出信号的差并作为第三输出信号；通过预置的积分运算公式对第三输出信号进行积分运算，得到第四输出信号；将第一输出信号作为被减信号，将第四输出信号作为减信号，获取第一输出信号和第四输出信号的差并作为过程响应的预测输出信号。用于实现无预测模型的预测控制，从而满足实际预测控制需要。

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种预测方法及装置。

背景技术

在上世纪70年代问世的模型预测控制(Model predictive control，MPC)，是一种典型的预测控制(Predictive control，PC)。经过数十年的发展，MPC已经有了较为丰富的理论论证与仿真验证成果、包括在复杂工业过程控制中应用成功的实例，例如在石油化工控制工程中得到成功的应用。但是MPC在火电厂的过程控制系统中迟迟未得到有效的应用，原因是MPC还多停留在可行性研究和仿真实验研究的阶段。

MPC是一种不依赖误差的控制方法，前提是能够建立准确的预测模型(Predictivemodel，PM)并且输入确定，则系统过程响应的未来能够准确预测。但是在实际中，不确定性是普遍性的，确定性是特殊性的。在某种程度上看，MPC在理论上已经解决了确定性问题。但是对于不确定性问题要如何解决，MPC在理论上并没有给出实质性的答案。因为存在不确定性，不依赖误差的控制实际上难以实现。

确定性对于MPC的应用很重要，但是不确定性正是火电厂过程控制的基本特点所在。在火电厂，为响应用电侧的实时要求，火电厂生产运行时刻面临负荷或发电功率指令的经常性变化，重要输入控制量需要经常性发生变化，使得火电机组的过程控制时刻处于克服外扰与内绕的调整过程中，使得火电厂的过程控制、特别是大滞后过程控制中的不确定性一直是困扰火电厂过程控制的技术难题之一。大滞后是高阶较大惯性和较大纯滞后特性的一种简称。目前看，抑制不确定性的最有效方法仍然是包括PID(Proportionintegration differentiation)在内的闭环控制或反馈校正模型。

尽管MPC包括依赖预测模型的预测方法在理论上已经很完善了，但是在实际中，由于MPC在不确定性问题上存在难以克服的缺陷，所以问题得不到彻底解决；并且依赖预测模型的MPC始终很麻烦，为了获得较好的预测控制性能，需要建立尽量完善的预测系统，例如存在较多的耦合模型，从而使得，控制系统复杂化。

发明内容

本发明提供了一种预测方法和装置，以实现无预测模型的预测控制，从而满足实际预测控制需要。

本发明提供了一种预测方法，包括：

将过程响应的输入信号与预置第一常数2相乘，得到第一输出信号；

通过预置的纯滞后运算公式对所述输入信号进行纯滞后运算，得到第二输出信号，其中T_p为预置观测频率带宽ω_p的倒数，表示预测时间且单位为s，ω_p的单位为rad/s；

将所述第二输出信号作为减信号，将所述输入信号作为被减信号，获取所述输入信号与所述第二输出信号的差并作为第三输出信号；

通过预置的积分运算公式对所述第三输出信号进行积分运算，得到第四输出信号；

将所述第一输出信号作为被减信号，将所述第四输出信号作为减信号，获取所述第一输出信号和所述第四输出信号的差并作为过程响应的预测输出信号。

本发明提供了一种预测装置，包括：第一控制器、第二控制器、第一减法器、第二减法器和第一乘法器；

第一乘法器的一个输入端用于输入过程响应的输入信号，另一个输入端输入有预置常数2；