[发明专利]一种基于负荷预知的动态优化与参数估计集成的方法

摘要

本发明公开一种基于负荷预知的动态优化与参数估计集成的方法。针对实际工业生产中，锅炉负荷需求量容易发生大幅度变化，而传统三冲量控制作为线性控制器，无法保证在每一个操作点都具有较好的控制效果的问题，提出了基于负荷预知信息的动态优化策略，考虑模型失配对动态优化效果的影响，继而提出了参数估计与动态优化集成的方法，利用负荷变化信息，允许操作量在负荷变化之前发生变化，提前预留一个相反方向的液位，使得液位在正负方向上的波动更加平衡，不容易超过其安全范围，而且存在模型失配时，仍能得到实际对象的最优解。

主权项

一种基于负荷预知的动态优化与参数估计集成的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤(1)、在AMPL平台下建立锅炉汽水系统的全联立仿真模型；所述的锅炉汽水系统的全联立仿真模型是K.J和Bell R.D建立的四阶机理模型；该锅炉汽水系统的输出变量是汽包压力和液位，输入变量是热量、给水流量和蒸汽流量；其中蒸汽流量是表征负荷变化的量，给水流量是调控汽包液位的操作量；步骤(2)、首先确定负荷在未来某一时刻tm的变化情况，允许操作量提前动作，即在tm之前允许其发生变化；然后建立以最优液位输出为目标的动态优化命题，进行优化求解，获得给水流量qf的最优值和模型的最优液位输出值Level；步骤(3).保存步骤(2)中得到的给水流量qf的最优值，作为实际对象的输入，在该输入作用下进行模拟得到实际对象的液位输出，保存该实际输出值Levelfact；步骤(4)、利用步骤(2)中得到的模型输出Level与步骤(3)中得到的实际输出Levelfact，建立以最小化模型输出与实际输出之间的残差为目标的优化命题，进行参数估计，得到待估参数β，该β即为摩擦系数；步骤(5)、利用步骤(4)中得到的待估参数β，更新全联立仿真模型的摩擦系数，并重新进行步骤(2)～(3)，得到新的模型输出与实际输出；然后判断新的模型输出与实际输出的残差是否在误差允许范围内，若是则优化结束，该新的模型输出即为最优的液位输出，若否则继续进行步骤(4)～(5)。