[发明专利]一种高浓磨浆系统经济优化运行控制方法及系统

摘要

本发明提供一种高浓磨浆系统经济优化运行控制方法及系统，该方法包括采集高浓磨浆系统的螺旋喂料量、磨盘压力、稀释水流量、产量、磨机负荷、纸浆浓度；利用高浓磨浆系统纸浆质量指标游离度输出模型得到经济性能指标函数最小时的操作变量，作为操作变量最优值，下发到高浓磨浆系统的执行机构。该系统包括：采集单元、操作变量优化单元、运行控制单元。本发明基于化学机械制浆生产线上传感器测量的高浓盘磨机输入输出相关数据，建立高浓磨浆系统纸浆质量指标游离度输出模型即由一个线性动态子系统和一个非线性静态子系统串联的Wiener模型，优化经济性能指标函数，获得最优操作变量，实现对高浓磨浆系统的经济优化运行和纸浆质量指标游离度的有效控制。

主权项

1.一种高浓磨浆系统经济优化运行控制方法，包括：步骤1、采集高浓磨浆系统的螺旋喂料量、磨盘压力、稀释水流量、产量、磨机负荷、纸浆浓度；步骤2、利用高浓磨浆系统纸浆质量指标游离度输出模型得到操作变量的最优值；所述高浓磨浆系统纸浆质量指标游离度输出模型的操作变量为螺旋喂料量、磨盘压力、稀释水流量，状态变量为磨机处理量、磨机负荷、纸浆浓度，输出变量为纸浆质量指标游离度；步骤3、将操作变量的最优值下发到高浓磨浆系统的执行机构，实现高浓磨浆系统经济优化运行和纸浆质量指标游离度的控制；其特征在于，所述步骤2包括：步骤2‑1、采用带控制量自回归模型构建螺旋喂料量与磨机处理量的线性关系模型、磨盘压力与磨机负荷的线性关系模型、稀释水流量与纸浆浓度的线性关系模型，作为一个线性动态子系统；三个线性关系模型的输入变量分别为螺旋喂料量、磨盘压力、稀释水流量；三个线性关系模型的输出变量分别为磨机处理量、磨机负荷、纸浆浓度；步骤2‑2、采用Hankel矩阵秩估计定阶方法分别估计三个线性关系模型阶次；步骤2‑3、采用偏差补偿最小二乘递推算法辨识出三个线性关系模型所对应的带控制量自回归模型中的参数；步骤2‑4、将三个线性关系模型的输出变量作为高浓磨浆系统纸浆质量指标游离度输出模型的状态变量，将纸浆质量指标游离度作为输出变量，建立输出变量与状态变量之间的机理模型，作为非线性静态子系统；步骤2‑5、利用线性关系模型和输出变量与状态变量之间的机理模型，建立高浓磨浆系统纸浆质量指标游离度输出模型，高浓磨浆系统纸浆质量指标游离度输出模型即由一个线性动态子系统和一个非线性静态子系统串联的Wiener模型；步骤2‑6、利用序列二次规划算法优化高浓磨浆系统运行的经济性能指标函数，获得最优操作变量；所述步骤2‑6，包括：步骤2‑6‑1、设定操作变量约束条件、状态变量约束条件、输出的纸浆质量指标游离度约束条件；步骤2‑6‑2、利用序列二次规划算法优化高浓磨浆系统运行的经济性能指标函数J，所述经济性能指标函数J为能耗目标的加权和控制目标的加权，经济性能指标函数J最小时的操作变量为最优的操作变量；其中，Qζ和Qu分别为误差加权矩阵和控制权矩阵；P和N分别为状态变量的最大预测长度和控制长度；g(·)为操作变量和状态变量之间的动态关系，f(·)为纸浆质量指标游离度CSF和状态变量之间的非线性关系，lmin和lmax、umin和umax、xmin和xmax分别纸浆质量指标游离度CSF、操作变量和状态变量的下限和上限值，α和β分别为实数权值，d为纯滞后时间常数，SEi为高浓磨浆系统比能耗，磨机负荷与高浓磨浆系统的磨机处理量的比值。