嚴愛軍，王　朋，徐 喆　，王　普
（北京工業(yè)大學電子信息與控制工程學院北京

摘　　　要：復(fù)雜工業(yè)過程關(guān)鍵被控變量的設(shè)定值是否合理直接影響到生產(chǎn)指標能否優(yōu)化實現(xiàn)。針對設(shè)定值的合理性問題，融入評價的思想，提出一種基于多目標評價的優(yōu)化設(shè)定方法，采用案例推理技術(shù)建立了設(shè)定模型的總體結(jié)構(gòu)，通過對設(shè)定值的事前評價，實現(xiàn)了在線調(diào)整設(shè)定值的閉環(huán)尋優(yōu)功能。利用開發(fā)出的豎爐焙燒過程仿真平臺驗證了方法的正確性和有效性，可以避免機理分析等方法在應(yīng)用中的局限性。

關(guān)　鍵　詞：多目標評價；案例推理；優(yōu)化設(shè)定

１　引　言
工業(yè)生產(chǎn)過程關(guān)鍵被控變量的設(shè)定來源于２０世紀７０年代左右出現(xiàn)的監(jiān)督控制思想［１］。設(shè)定方法及建模的研究需要考慮諸多內(nèi)因及外因。對涉及到影響生產(chǎn)指標的關(guān)鍵被控變量的設(shè)定問題，實質(zhì)上就是根據(jù)過程變量的實時變化和各種生產(chǎn)指標的要求建立設(shè)定模型的問題，目的是滿足生產(chǎn)指標的要求。優(yōu)化設(shè)定是過程優(yōu)化控制技術(shù)中的核心技術(shù)之一，國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)界對這個問題都非常重視［２］。不論采用何種方法，較核心的問題還是如何保證設(shè)定值的合理性，即所謂的優(yōu)化問題。由于優(yōu)化設(shè)定技術(shù)的重要性，國內(nèi)外專家學者在設(shè)定方法及應(yīng)用方面進行了大量的研究工作。例如，從對象的機理模型出發(fā)，Ｋｏｍａｒｅｊｉ等采用經(jīng)濟優(yōu)化策略，用全局經(jīng)濟目標的優(yōu)化來決定回路控制層的設(shè)定點［３］，但對于動態(tài)參數(shù)的不確定性比較敏感，為了解決這個問題，Ｓａｅｚ等人依據(jù)預(yù)測控制原理，設(shè)計了熱電廠汽輪機的預(yù)測型監(jiān)督控制器，滾動優(yōu)化目標函數(shù)，對設(shè)定值進行在線調(diào)整［４］。由于過程往往表現(xiàn)出多變量強耦合、強非線性、工況變化頻繁等復(fù)雜特性，難以建立其準確的數(shù)學模型，上述的優(yōu)化設(shè)定方法在某些場合還需改進。目前，借助于智能控制策略來實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)定任務(wù)是控制領(lǐng)域的一個研究熱點，例如，王偉教授等人針對加熱爐在不同操作點的爐溫設(shè)定問題，引進專家的設(shè)定推理規(guī)則來保證爐溫的優(yōu)化設(shè)定［５］，席裕庚教授等人則利用模糊ＩＦ－ＴＨＥＮ規(guī)則，得到了過程的優(yōu)化設(shè)定值［６］。為了克服專家知識獲取困難的問題，利用經(jīng)驗案例進行推理設(shè)定的方法也得到了關(guān)注［７］。上述的一些研究成果針對回路控制層關(guān)鍵被控變量的設(shè)定問題采用了不同的方法進行研究，不論是機理法設(shè)定，還是通過智能法進行設(shè)定，在控制過程中，為了保證設(shè)定值的合理性，仍然是通過生產(chǎn)指標的實際控制效果對那些不合理的設(shè)定值進行補償校正，而生產(chǎn)指標的分析、測量過程往往費時費力，從控制的角度來講，這種設(shè)定過程具有大滯后特性，實時效果很不理想，導(dǎo)致生產(chǎn)指標難以優(yōu)化實現(xiàn)。雖然也有將以上各種方法混合的示范，但是其中的核心問題�踩绾文軌�?qū)崟r地優(yōu)化設(shè)定值仍然是尚未完成的研究任務(wù)。本文將針對這一問題，在設(shè)定模型中融入評價的思想，提出一種基于多目標評價的優(yōu)化設(shè)定方法，構(gòu)建其結(jié)構(gòu)并給出相應(yīng)的算法，仿真實驗驗證了方法的有效性與合理性。

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