基于梯度信息的实时优化与控制集成策略

作     者：李啸晨 苏宏业 邵寒山 谢磊 LI Xiao-chen;SU Hong-ye;SHAO Han-shan;XIE Lei

作者机构：浙江大学智能系统与控制研究所浙江杭州310027 

出 版 物：《浙江大学学报（工学版）》 (Journal of Zhejiang University：Engineering Science)

年 卷 期：2019年第53卷第5期

页      面：843-851,888页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2016YFB0303404) 国家自然科学基金创新研究群体资助项目(61621002) 

主　　题：最优操作 层次模型 级联结构 梯度信息 最小二乘 被控变量 

摘      要：针对工业过程的最优操作问题,分析过程系统的层次模型,提出实时优化与控制集成的级联结构.对于优化层采用基于梯度信息的稳态实时优化方法,通过在线采集过程测量值,估计过程的梯度信息,更新设定值.不需要使用显式的过程模型,可以有效抑制模型失配对优化目标的影响.利用最小二乘的思想求解梯度向量,降低计算成本,可应用于大规模工业过程的稳态实时优化.提出非线性过程中被控变量的选取方法,利用非线性模型计算平均损失,优化效果具有全局性.为了快速求解非线性规划问题,对某些条件进行合理假设,从而获得次优解,给出求解被控变量的解析方法,提高计算效率,同时将优化层与控制层联系起来.通过对数值算例、蒸发过程和放热反应过程的研究,验证所提出方法的有效性.