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杭電科研團隊打造生產控制新方法 已創造百萬經濟效益

發布時間:2019-12-25

 

無論是民眾生活還是社會生產,背后都有復雜龐大的現代工業系統在支撐運轉。現代工業過程為我們提供了生活中的各種產品。而在生產過程中,如何讓系統效率提升至最大、控制過程更穩定、耗費能源更少?預測控制系統對解決流程工業中的問題起著至關重要的作用,和企業經濟效益密切相關。

杭州電子科技大學張日東教授領銜的課題組在浙江省自然科學基金的支持下,對非線性預測控制的理論研究和實際工程應用問題進行了較為深入的研究,提出了切實可行的有約束/無約束預測控制的狀態擴展綜合方法與線性規劃優化策略。因為此項研究,張日東教授獲得2018年度中國石油和化學工業聯合會青年科技突出貢獻獎。

過程控制系統的穩定優化離不開控制策略,目前,工業上80%以上采用常規 PID 控制及其改進方法。但隨著生產向大型、連續和強化方向發展,簡單PID控制已經遠遠不能適應復雜工業過程的要求,難以達到理想的控制效果。張日東教授課題組針對傳統設計方法的弊端,形成一系列優化可解、計算量小、簡單、可靠的新的預測控制方法。

批次過程生產是應用廣泛的一種工業生產方式,因為其具有重復性特征,往往使用迭代學習控制技術,但該技術不可避免會受到各種不確定性影響。針對這個問題,張日東教授的項目團隊研究了同時保證學習控制器具有魯棒性又保持較好的批次過程控制性能的新方法。將過程狀態量變化率和輸出追蹤誤量組合為一個整體,與傳統的狀態空間模型相比,以新的組合變量設計的控制器能提供更大的自由度,過程輸入,通過改變原狀態變量和輸出追蹤誤差量的相應加權來改變整個控制特性,達成研究目的。

張日東教授介紹,這些研究成果克服了傳統狀態空間預測控制的各種局限性,提高實際應用中的控制精度、系統穩定性和可靠性。而團隊提出的預測控制新理論與技術, 進一步豐富了已有的預測控制理論與應用,在煉油、化工等流程工業中發揮作用。

值得一提的是,依托項目理論成果開發的相關技術已經在煉油等工業生產過程得到了成功應用。如項目組在2005年針對鎮海煉油化工公司焦化裝置的工程應用實施后,企業年度運行數據分析報告顯示,在技術應用的三爐七塔焦化裝置系統中,單爐年增加效益達到了200萬,三爐七塔的年經濟效益增加600萬。

 

 

                    

(來源:浙江在線)

 

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