最优化装置及方法以及控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术的最优化装置及方法以及控制装置及方法，即便是具有积分类的控制对象，也能够进行控制的最优化。对于积分类的控制变量，通过第1预测部（121），利用规定的过渡状态时间前的预测值。第1预测部（121）就由数据收集部（101）所收集的数据中的成为最优化的对象的最优化对象变量当中包含积分要素输出的控制变量，对过渡状态时间后的值进行预测。另一方面，对于第1预测部（121）中未使用的控制变量及操作变量，在第2预测部（122）中，求出规定时间前的预测值。第2预测部（122）就最优化对象变量当中不包含积分要素输出的控制变量对规定时间后的值进行预测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种对成为控制对象的石油精制过程、石油化学过程等的工业过程进行最优化的。
技术介绍
作为石油精制过程、石油化学过程等工业过程的控制方法，知晓的有模型预测控制。模型预测控制原来在成为多输入输出系统的过程中，作为一面对相当于过程的输入的操作变量及相当于过程的输出的控制变量所规定的条件进行保持，一面使这些值向着目标值趋于稳定的控制方法而发展起来的。除此之外，现在，对过程的恒定状态的目标值，通过线性规划法(Linear Programming、以下简记为LP)及二次规划法(QuadraticProgramming、以下简记为QP)等最优化方法来进行确定(参见专利文献1、非专利文献I~4)。对这种模型预测控制的例子进行简单地说明。如图9所示，进行模型预测控制的系统包括恒定状态最优化部501和执行多变量模型预测控制运算的控制部502。恒定状态最优化部501通过输入最优化评价函数、上下限条件值、操作变量、控制变量等，并利用LP及QP等最优化方法来计算出控制对象的过程503在恒定状态下的最优目标值。控制部502输入最优目标值、控制变量及上下限值等，一边考虑给出的条件(上下限值)一边进行控制运算，以使过程503的操作变量及控制变量收敛于最优目标值。例如，控制部502进行控制，以使操作变量及控制变量不超出由上下限值所规定的界限范围。此外，关于模型预测控制的具体计算，由 于在非专利文献4等中有详细的记述，故在此省略说明。接着，对利用LP及QP来确定目标值的方法进行说明。在实际的过程的最优化中，有时对来自目前的恒定状态的差分进行最优化(以下称作差分型最优化)。例如，在专利文献I中，公开了有关以模型预测控制为对象的系统的恒定状态的最优化方法，但在此进行了差分型的最优化运算。又，在非专利文献2中，记载有通过LP来对过程的最优化进行确定的方法，但在此也使用了差分型的最优化。以下,假设U !> U 2>...U m表示操作变量，y !> y 2>...y n表示控制变量的值。操作变量的个数为m、控制变量的个数为η。又设k为表示目前的控制周期的索引。当将控制变量及操作变量合成作为向量进行处理时，可以用下式(I)进行表示。并且，当控制变量和操作变量为一个向量进行处理时，可以如下式(2)所示地用X来表示。又，差分型的最优化问题可以如式(3)所例示地进行记述。【算式1】U= [U1, U2,, um]T, y= Ly1, y2,..., yn]τ...(I)X= [uT, yT]T...(2)u (Λ—I) = [W1 (A -1) 2 (A -1)，…，um (A-1)I7.y(°°) = Iy1 (①).y2 (尤)…-yn (Au=[ Au1, Au2,..., AuJt, Ay= [Ay1, Ay2,..., AyJT本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种最优化装置，其特征在于，包括：数据收集部，其收集控制对象的数据，所述控制对象的数据包含用于对控制对象进行控制的操作变量及所述控制对象输出的控制变量；模型存储部，其对所述控制对象的数学模型进行存储；第1预测部，其就收集于所述数据收集部的数据中的成为最优化对象的最优化对象变量当中的包含积分要素输出的控制变量对过渡状态时间后的值进行预测；第2预测部，其就所述最优化对象变量当中的不包含积分要素输出的控制变量对规定时间后的值进行预测；倾斜预测部，其就所述最优化对象变量当中的包含积分要素输出的控制变量对规定时间后的每单位时间的变化量进行预测；恒定状态变量条件设定部，其对最优化对象变量的规定时间后的值进行条件设定；过渡状态倾斜条件设定部，其就所述最优化对象变量当中的包含积分要素输出的控制变量对过渡状态区间中的每单位时间的变化量进行除了0以外的条件设定；过渡状态变量条件设定部，其对操作变量的过渡状态区间中的值进行条件设定，该操作变量与所述最优化对象变量当中的至少包含积分要素输出的控制变量有关；以及求解运算部，其求出满足由所述过渡状态倾斜条件设定部及所述过渡状态变量条件设定部所设定的条件、且将所给出的最优化的评价函数进行最优化的所述最优化对象变量的最优解，所述最优化对象变量是将至规定时间为止的时间区间分为直到过渡状态时间经过为止的一个以上的过渡状态区间和过渡状态时间经过后的一个恒定状态区间，且将所述过渡状态区间及所述恒定状态区间中的所述操作变量及所述控制变量的值分别设定为最优化对象的变量。...

【技术特征摘要】
2012.12.28 JP 2012-2881161.一种最优化装置，其特征在于，包括: 数据收集部，其收集控制对象的数据，所述控制对象的数据包含用于对控制对象进行控制的操作变量及所述控制对象输出的控制变量； 模型存储部，其对所述控制对象的数学模型进行存储； 第I预测部，其就收集于所述数据收集部的数据中的成为最优化对象的最优化对象变量当中的包含积分要素输出的控制变量对过渡状态时间后的值进行预测； 第2预测部，其就所述最优化对象变量当中的不包含积分要素输出的控制变量对规定时间后的值进行预测； 倾斜预测部，其就所述最优化对象变量当中的包含积分要素输出的控制变量对规定时间后的每单位时间的变化量进行预测； 恒定状态变量条件设定部，其对最优化对象变量的规定时间后的值进行条件设定；过渡状态倾斜条件设定部，其就所述最优化对象变量当中的包含积分要素输出的控制变量对过渡状态区间中的每单位时间的变化量进行除了 O以外的条件设定； 过渡状态变量条件设定部，其对操作变量的过渡状态区间中的值进行条件设定，该操作变量与所述最优化对象变量当中的至少包含积分要素输出的控制变量有关；以及 求解运算部，其求出满足由所述过渡状态倾斜条件设定部及所述过渡状态变量条件设定部所设定的条件、且将所给出的最优化的评价函数进行最优化的所述最优化对象变量的最优解， 所述最优化对象变量是将至规定时间为止的时间区间分为直到过渡状态时间经过为止的一个以上的过渡状态区间和过渡状态时间经过后的一个恒定状态区间，且将所述过渡状态区间及所述恒定状态区间中的所述操作变量及所述控制变量的值分别设定为最优化对象的变量。2.根据权利要求1所述的最优化装置，其特征在于， 包括恒定状态倾斜条件设定部，该恒定状态倾斜条件设定部就根据收集于所述数据收集部的数据而设定的最优化对象变量当中的包含积分要素输出的控制变量对所述过渡状态时间以后的每单位时间的变化量进行条件设定。3.根据权利要求2所述的最优化装置，其特征在于， 所述过渡状态倾斜条件设定部及恒定状态倾斜条件设定部，对所述最优化对象变量当中的包含积分要素输出的控制变量，根据上下限值给出条件， 所述过渡状态倾斜条件设定部给出比所述恒定状态倾斜条件设定部更大的上限值及更小的下限值作为条件。4.根据权利要求2所述的最优化装置，其特征在于， 所述过渡状态倾斜条件设定部及恒定状态倾斜条件设定部向所述最优化对象变量当中的包含积分要素输出的控制变量，输出与每单位时间的变化量的大小相应的补偿， 所述过渡状态倾斜条件设定部针对同样每单位时间的变化量，输出比所述恒定状态倾斜条件设定部小的补偿， 所述求解运算部，对将所述补偿加在所述评价函数上得到的函数进行最优化。5.根据权利要求2~4中的任一项所述的最优化装置，其特征在于， 根据所述评价函数，对所述过渡状态倾斜条件设定部及所述恒定状态倾斜条件设定部的设定进行调整。6.一种控制装置，其特征在于，其采用权利要求1~5中的任一项所述的最优化装置输出的目标值，所述控制装置包括: 控制部，其进行控制使得操作变量及控制变量朝向最优化装置已经输出的目标值，且至少具有对积分类的控制变量稳定至目标值为止的时间进行调整的稳定时间参数， 与所述稳定时间参数相关联地确定所述过渡状态时间。...

【专利技术属性】
技术研发人员：田原铁也，清水洋，岩本聪一，齐藤徹，植木亘，
申请(专利权)人：阿自倍尔株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP