JP2012230701A

On-line adaptive model prediction control in process control system

Abstract

Problem to be solved.To provide a process control system having the same or excellent controllability as a PID controller in a process loop in which a non-operation time is dominant and in a process loop in which a process model is inconsistent in the process time to a steady state. Provided is an adaptive controller that can be easily realized in a distributed controller. An MPC controller algorithm is created using a process model to generate an MPC control model and downloaded to the MPC controller while the MPC controller is running online. This technique, which is applicable to single-loop MPC controllers and is especially useful for MPC controllers with a control layer of 1 or 2, modifies the process model and includes an adaptive MPC controller during normal operation of the process. 38 can be adapted. [Selection diagram] Fig. 1

JP2012230701A, drawing sheet 1
Sheet 1 of 28

Term

Projected expiry 12 July 2032.

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8 claims: 1 independent, 7 dependent

  1. 1
    プロセスを制御するためのプロセスコントローラであって、 利得ベクトルを用いて、入力信号に基づいて、プロセス変数を制御するために開発された制御信号を発生させるコントローラアルゴリズムを有すると共に、モデル予測制御(MPC)コントローラである動的行列制御コントローラと、 前記プロセスのオンライン動作中にプロセスデータを収集するために前記プロセスに結合され、前記収集されたプロセスデータから前記プロセスの動作を表現するプロセスモデルを決定するプロセスモデル推定装置であって、当該プロセスモデルは、プロセス不動作時間パラメータを含む複合モデルパラメータを含む、当該プロセスモデル推定装置と、 前記動的行列制御コントローラアルゴリズムでの使用のための新しい利得ベクトルを計算するための前記プロセス不動作時間パラメータを含む前記プロセスモデルを使用しかつ当該新しい利得ベクトルを使用するための前記動的行列制御コントローラのコントローラアルゴリズムを適応させるコントローラ適応装置であって、前記動的行列制御コントローラが前記プロセスを制御するため、オンラインで作動している間、前記動的行列制御コントローラを前記新しい利得ベクトルを使用するように適応させる当該コントローラ適応装置と、を備えるプロセスコントローラ。
  2. 2
    前記MPCコントローラがシングルループコントローラである請求項1に記載のプロセスコントローラ。
  3. 3
    前記MPCコントローラが1つ以上のフィードバック経路と1つ以上のフィードフォワード経路とを含む請求項2に記載のプロセスコントローラ。
  4. 4
    前記制御アルゴリズムが少なくとも1走査又は2走査に等しい制御層(control horizon)を使用する請求項3に記載のプロセスコントローラ。
  5. 5
    前記プロセスモデルが、不動作時間プロセスモデルが加えられる第1の次数とパラメータプロセスモデルとの1つである請求項1に記載のプロセスコントローラ。
  6. 6
    前記コントローラ適応装置が、前記プロセスモデルに基づいて前記制御アルゴリズムのための予測層(prediction horizon)及び前記MPCコントローラの実行時間の少なくとも1つを決定する請求項1に記載のプロセスコントローラ。
  7. 7
    前記動的行列制御コントローラが、制御変数のセットのための予測ベクトルを決定する予測装置、予測エラーベクトルを生成するために前記予測ベクトルと設定点ベクトルとを組み合わせる予測エラー装置を含み、前記コントローラアルゴリズムは、前記制御信号を開発するために用いられる制御信号に変化を生じさせるために前記利得ベクトルと前記予測エラーベクトルとを乗算することを特徴とする請求項1に記載のプロセスコントローラ。
  8. 8
    前記コントローラアルゴリズムは、予測層よりも少なくとも10倍短い制御層を用いることを特徴とする請求項1に記載のプロセスコントローラ。
Independent claims8