一种基于多目标评价的优化设定方法研究

2012年03月16日16:42:21 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

关键字：应用

严爱军，王　朋，徐喆　，王　普
（北京工业大学电子信息与控制工程学院北京

摘　　　要：复杂工业过程关键被控变量的设定值是否合理直接影响到生产指标能否优化实现。针对设定值的合理性问题，融入评价的思想，提出一种基于多目标评价的优化设定方法，采用案例推理技术建立了设定模型的总体结构，通过对设定值的事前评价，实现了在线调整设定值的闭环寻优功能。利用开发出的竖炉焙烧过程仿真平台验证了方法的正确性和有效性，可以避免机理分析等方法在应用中的局限性。

关　键　词：多目标评价；案例推理；优化设定

１　引　言
工业生产过程关键被控变量的设定来源于２０世纪７０年代左右出现的监督控制思想［１］。设定方法及建模的研究需要考虑诸多内因及外因。对涉及到影响生产指标的关键被控变量的设定问题，实质上就是根据过程变量的实时变化和各种生产指标的要求建立设定模型的问题，目的是满足生产指标的要求。优化设定是过程优化控制技术中的核心技术之一，国内外产业界对这个问题都非常重视［２］。不论采用何种方法，较核心的问题还是如何保证设定值的合理性，即所谓的优化问题。由于优化设定技术的重要性，国内外专家学者在设定方法及应用方面进行了大量的研究工作。例如，从对象的机理模型出发，Ｋｏｍａｒｅｊｉ等采用经济优化策略，用全局经济目标的优化来决定回路控制层的设定点［３］，但对于动态参数的不确定性比较敏感，为了解决这个问题，Ｓａｅｚ等人依据预测控制原理，设计了热电厂汽轮机的预测型监督控制器，滚动优化目标函数，对设定值进行在线调整［４］。由于过程往往表现出多变量强耦合、强非线性、工况变化频繁等复杂特性，难以建立其准确的数学模型，上述的优化设定方法在某些场合还需改进。目前，借助于智能控制策略来实现优化设定任务是控制领域的一个研究热点，例如，王伟教授等人针对加热炉在不同操作点的炉温设定问题，引进专家的设定推理规则来保证炉温的优化设定［５］，席裕庚教授等人则利用模糊ＩＦ－ＴＨＥＮ规则，得到了过程的优化设定值［６］。为了克服专家知识获取困难的问题，利用经验案例进行推理设定的方法也得到了关注［７］。上述的一些研究成果针对回路控制层关键被控变量的设定问题采用了不同的方法进行研究，不论是机理法设定，还是通过智能法进行设定，在控制过程中，为了保证设定值的合理性，仍然是通过生产指标的实际控制效果对那些不合理的设定值进行补偿校正，而生产指标的分析、测量过程往往费时费力，从控制的角度来讲，这种设定过程具有大滞后特性，实时效果很不理想，导致生产指标难以优化实现。虽然也有将以上各种方法混合的示范，但是其中的核心问题如何能够实时地优化设定值仍然是尚未完成的研究任务。本文将针对这一问题，在设定模型中融入评价的思想，提出一种基于多目标评价的优化设定方法，构建其结构并给出相应的算法，仿真实验验证了方法的有效性与合理性。

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