浙江中控技术股份有限公司王家栋获国家专利权
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龙图腾网获悉浙江中控技术股份有限公司申请的专利一种模型预测控制器的人机交互式维护系统及设备获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115793463B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-29发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211560986.9,技术领域涉及:G05B13/04;该发明授权一种模型预测控制器的人机交互式维护系统及设备是由王家栋;刘磊;冯凯;赵克凡设计研发完成,并于2022-12-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种模型预测控制器的人机交互式维护系统及设备在说明书摘要公布了:本发明涉及一种模型预测控制器的人机交互式维护系统及设备,所述维护系统包括:匹配判断模块,用于判断当前运行的预测模型与过程系统是否匹配;入库模块,用于将历史预测模型保存至模型库;以及将历史控制器参数保存至参数库;模型拟合模块,用于对模型库中的历史预测模型进行拟合,得到待选预测模型;模型辨识模块,用于基于操作员输入的辨识数据范围进行模型辨识,生成测试模型;测试模块,用于获取与测试模型适配的测试参数;以及进行开环模拟计算,得到开环输出,并基于操作员的选定操作,将对应的测试模型和测试参数,作为与过程系统匹配的预测模型和控制器参数。本发明的系统能够与操作员形成深度交互,获得更优的模型预测控制器。
本发明授权一种模型预测控制器的人机交互式维护系统及设备在权利要求书中公布了:1.一种模型预测控制器的人机交互式维护系统,用于对过程系统的模型预测控制器进行维护,其特征在于,所述维护系统包括: 匹配判断模块,用于获取过程系统的实时过程数据,获取模型预测控制器的控制器参数,并基于操作员预先设定的匹配指标,判断当前运行的预测模型与过程系统是否匹配;若是,生成入库信号;若否,生成报警信号; 入库模块,用于在接收到入库信号时,将当前运行的预测模型作为历史预测模型保存至模型库,以及,将当前的预测模型对应的控制器参数作为历史控制器参数保存至参数库; 模型拟合模块,用于在接收到操作员的模型拟合请求时,基于操作员输入的拟合数据范围,对模型库中的历史预测模型进行拟合,得到在拟合数据范围上的拟合度符合要求的至少一个历史预测模型,作为待选预测模型;以及,基于操作员对某一待选预测模型的选定操作,将该待选预测模型作为与过程系统匹配的预测模型输出,或者作为测试模型输出; 模型辨识模块,用于在接收到操作员的模型辨识请求时,基于操作员输入的辨识数据范围进行模型辨识,生成测试模型; 测试模块,用于基于所述测试模型,获取与所述测试模型适配的测试参数;以及,基于测试模型和测试参数,根据操作员输入的测试数据范围和测试参数修改操作进行开环模拟计算,得到开环输出,并基于操作员对所述开环输出的选定操作,将该开环输出对应的测试模型和测试参数,作为与过程系统匹配的预测模型和控制器参数; 在模型拟合模块中,所述拟合数据范围包括:目标预测模型的模型参数的第一数值范围、用于拟合的第一历史过程数据; 所述对模型库中的历史预测模型进行拟合,得到在拟合数据范围上的拟合度符合要求的至少一个历史预测模型,包括: 基于第一数值范围对模型库中的历史预测模型进行预选,将模型参数落在第一数值范围内的历史预测模型作为初始预测模型; 基于初始预测模型和所述初始预测模型对应的控制器参数,构建拟合模型预测控制器,并基于第一历史过程数据驱动所述拟合模型预测控制器运行,得到拟合模型预测控制器在第一历史过程数据上的被控变量的预测值pv1prei,t, 基于所述被控变量预测值pv1prei,t,根据公式3计算每个初始预测模型的拟合度指数fiti,并将拟合度指数fiti最高的前N个初始预测模型作为待选预测模型输出;其中,N为正整数; 所述公式3为: 公式3中,fiti表示第i个被控变量的拟合度评价指数; pvi,t表示第一历史过程数据中,第t时刻的第i个被控变量的测量值; pv1prei,t表示基于第一历史过程数据的驱动,拟合模型预测控制器运行得到的第i个被控变量在第t时刻的预测值; pvmeani表示第一历史过程数据中,第i个被控变量测量值的平均值; maxa,b表示取a、b中的最大值运算; mina,b表示取a、b中的最小值运算; 在模型辨识模块,所述辨识数据范围包括:目标预测模型的模型参数的第二数值范围、用于模型辨识的第二历史过程数据; 所述基于操作员输入的辨识数据范围进行模型辨识,生成测试模型,包括: 基于网格搜索法,根据评价函数J,在所述第二数值范围内搜索,将评价最优的模型参数作为测试模型输出; 所述评价函数J通过公式4表示,所述公式4为: 公式4中,pvi,t表示基于在第二时间范围内的历史过程数据,第t时刻的第i个被控变量的测量值; T表示第二历史过程数据对应的时间范围长度; pv2prei,t表示第i个被控变量在第t时刻的预测值,其通过公式5求得; 所述公式5为: 公式5中,uj,t-l表示第二历史过程数据中,第j个操作变量在第t-l时刻的测量值; gi,j,l表示第j个操作变量与第i个被控变量之间的脉冲响应系数,l、i、j均为正整数; Lij为当前模型参数对应的模型长度。
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