双层结构预测控制系统性能评估与诊断研究

双层结构预测控制系统在工业过程中应用广泛，其运行性能直接决定了流程工业产品质量、消耗及运行经济性。本项目在综合分析三大性能影响因素后，提出了一种新型控制性能评估与诊断方法用于双层模型预测控制结构。该方法在采用多目标规划分析基础回路波动性能耦合、制约机理后，得到过程最小波动满足的Pareto约束面；以该约束面为指导设计的机会约束基准预测控制器合理、客观，可以给出双层结构预测控制系统运行经济性的改进可达及最优可达评估指标体系，机会约束的引入有效规避了双层结构中退避机制保守性对整体性能的不良影响；进而根据该基准控制器建立双层预测控制结构参数等与性能指标的依赖关系，采用贝叶斯网络进行描述与推理，实现了性能制约因素的快速诊断与改进策略的形成方法。经过延迟焦化为背景考察理论方法有效性，研究出广泛适用的双层模型预测控制性能评估与诊断系统，提高工业过程先进控制系统的应用、维护水平，具有重要理论与应用价值。

双层结构预测控制系统在工业过程中应用广泛，其运行性能直接决定了流程工业产品质量、消耗及运行经济性。本项目在综合分析三大性能影响因素后，提出了一种新型控制性能评估与诊断方法用于双层模型预测控制结构。该方法在采用多目标规划分析基础回路波动性能耦合、制约机理后，得到过程最小波动满足的 Pareto 约束面；以该约束面为指导设计的机会约束基准预测控制器合理、客观，可以给出双层结构预测控制系统运行经济性的改进可达及最优可达评估指标体系，机会约束的引入有效规避了双层结构中退避机制保守性对整体性能的不良影响； 进而根据该基准控制器建立双层预测控制结构参数等与性能指标的依赖关系，采用贝叶斯网络进行描述与推理，实现了性能制约因素的快速诊断与改进策略的形成方法。经过项目组成员三年来的共同努力，基金项目的研究工作按照计划顺利进行，主要获得的成果包括：(1) 出版英文专著1本；(2) 发表、录用论文16篇，其中发表SCI期刊论文6篇，其中包括TOP期刊AIChE Journal, Journal of Process Control等杂志，录用SCI期刊论文2篇，发表EI期刊论文3篇，录用EI期刊论文3篇，国内其他期刊2篇；(3) 提交专利申请5项，其中授权1项；软件著作权授权2项；(4) 参加国际会议3人次，国内会议4人次；(5) 培养硕士生2人，博士生4人。