分批补料反应过程的非固定终端经济优化控制

• 作者: 汤舒淇 薄翠梅 俞辉 李俊 张登峰 张泉灵 金晓明
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 分批补料反应 经济优化控制 滚动时域控制 非固定终端 内点最优化法
• 年，卷（期）: 2021,（8）
• 所属期刊栏目: 过程系统工程
• 页码范围: 4215-4226
• 页数: 11页
• 分类号: TQ021.8
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20210019

摘要

针对批次生产周期不确定问题，提出一种非固定终端的经济优化控制方法。首先采用经济模型预测控制方法，用收益最大化的经济型目标函数代替终端约束，并将批次生产周期纳入被优化变量，建立动态经济优化问题，并通过对每个控制变量进行有差异的参数化，将动态优化问题转化为非线性规划(NLP)问题；然后使用内点罚函数法求解含非线性约束的优化问题，得到的最优控制序列和最佳批次生产周期，可将不确定扰动带来的损失降低到最小。其次采用非固定预测时域的滚动时域控制方法，不仅提高多变量系统的协同控制能力，而且根据实时预测终端产品产量不断优化更新关键操纵变量的控制分段函数的分割数及控制序列，从而可灵活优化操纵变量和操作时间的轨迹。最后在苯胺加氢过程上进行了批次优化控制性能测试，测试结果表明，非固定终端的经济优化控制从批次的总生产效益角度来优化每个批次生产的操作条件，实现批次反应过程生产时间与经济效益的最优化管理。