工業(yè)過程先進(jìn)控制及應(yīng)用-控制理論與工程的發(fā)展

1、PAGE PAGE 49過程控制制中的若若干問題題控制理論論發(fā)展1.400-500年代經(jīng)經(jīng)典控制制理論傳遞函數(shù)數(shù)為基礎(chǔ)礎(chǔ),在頻率率域?qū)螁屋斎雴螁屋敵鯯SISOO控制系系統(tǒng)分析析與設(shè)計(jì)計(jì)的理論論20世紀(jì)紀(jì)40年年代開始始形成的的控制理理論被稱稱為“20世世紀(jì)上半半葉三大大偉績之之一”最輝煌的的成果之之一PIID控制制根軌跡EEvanns頻率特性性Nyqquisst Boode隨動控制制定值控控制定量分析析困難定定性分析析相當(dāng)有有用2. 660年代代現(xiàn)代控控制理論論狀態(tài)空間間方法為為基礎(chǔ)，以極小小值原理理和動態(tài)態(tài)規(guī)劃方方法等最最優(yōu)控制制理論為為特證，而以采采用卡爾爾曼濾波波器的隨隨機(jī)干擾擾下的線

2、線性二次次型系統(tǒng)統(tǒng)宣告了了時域方方法的完完成。研究多輸輸入多輸輸出系統(tǒng)統(tǒng)在航天、航空、導(dǎo)制等等領(lǐng)域取取得了輝輝煌的成成果對復(fù)雜工工業(yè)過程程卻顯得得無能為為力,主要原原因：要要有精確確過程數(shù)數(shù)學(xué)模型型建精確過過程數(shù)學(xué)學(xué)模型難難點(diǎn)：機(jī)理復(fù)雜雜非線性性與分布布參數(shù)時時變性不確定性性多變量量之間耦耦合信息息不完全全性IFACC系統(tǒng)統(tǒng)辨識與與參數(shù)估估計(jì) (19665年以以來每三三年一次次)現(xiàn)代工業(yè)業(yè)過程建建模主要要特征：模型的層層次性。系統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)為遞遞階結(jié)構(gòu)構(gòu)型，為為此過程程建模將將圍繞著著結(jié)構(gòu)逐逐層進(jìn)行行，各層層模型之之間通過過信息通通道相互互聯(lián)系。模型的多多時標(biāo)性性。模型型的各層層次時標(biāo)標(biāo)快慢亦亦是

3、不同同的，每每一層次次兼有兩兩種狀態(tài)態(tài)，相對對于下層層快時標(biāo)標(biāo)系統(tǒng)它它是離散散事件變變量，相相對于上上層慢時時標(biāo)系統(tǒng)統(tǒng)，它可可視為連連續(xù)時間間變量。信息的多多樣性。信息是是語言，文字，圖形，符號,圖象，數(shù)字等等多媒體體信息集集成。建模方法法：機(jī)理理建模；經(jīng)驗(yàn)建建模；智智能建模模（神經(jīng)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建建模、知知識模型型、模糊糊模型、邏輯關(guān)關(guān)系模型型等）。3.七十十年代開開始逐步步發(fā)展形形成了大大系統(tǒng)理理論大系統(tǒng)理理論是現(xiàn)現(xiàn)代控制制理論和和系統(tǒng)理理論相結(jié)結(jié)合，其其核心思思想是系系統(tǒng)的分分解與協(xié)協(xié)調(diào)，多多級遞階階優(yōu)化與與控制。大系統(tǒng)理理論仍未未突破現(xiàn)現(xiàn)代控制制理論的的基本思思想與框框架，除除了高維維線性系系

4、統(tǒng)之外外，它對對其它復(fù)復(fù)雜系統(tǒng)統(tǒng)仍然束束手無策策。對于含有有大量不不確定性性和難于于建模的的復(fù)雜系系統(tǒng)，基基于知識識的專家家系統(tǒng)、模糊控控制、人人工神經(jīng)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控控制、學(xué)學(xué)習(xí)控制制和基于于信息論論的智能能控制等等應(yīng)運(yùn)而而生，它它們在許許多領(lǐng)域域都得到到了廣泛泛的應(yīng)用用。成為為自動控控制的前前沿學(xué)科科之一。智能控制制與傳統(tǒng)統(tǒng)控制方方法相結(jié)結(jié)合：模糊變結(jié)結(jié)構(gòu)控制制(FVVSC) 自適應(yīng)模模糊控制制(AFFC)自適應(yīng)神神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)控制(ANNNC) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)變結(jié)構(gòu)構(gòu)控制 (NNNVACC) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)預(yù)測控控制(AANNPPC)模糊預(yù)測測控制(FPCC)專家模糊糊控制(EFCC)模糊神經(jīng)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控控制(

5、FFNNCC) 專家神經(jīng)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控控制(EENNCC)工業(yè)過程程計(jì)算機(jī)機(jī)控制發(fā)發(fā)展直接數(shù)字字控制（DDCC） 770年代代以前DDC實(shí)實(shí)現(xiàn)集中中控制，代替常常規(guī)控制制儀表控制算法法：單回回路及常常用復(fù)雜雜控制系系統(tǒng)由于集中中控制的的固有缺缺陷，硬硬件可靠靠性低,未能普普及2. 集集散控制制系統(tǒng)（DCSS） 700-880年代代DCS在在硬件上上將控制制回路分分散化，數(shù)據(jù)顯顯示、實(shí)實(shí)時監(jiān)督督等功能能集中化化，有利利于安全全平穩(wěn)生生產(chǎn)。就控制策策略而言言，DCCS仍以以簡單PPID控控制為主主，再加加上一些些復(fù)雜控控制算法法，并沒沒有充分分發(fā)揮計(jì)計(jì)算機(jī)的的功能和和控制水水平。3. 二二級優(yōu)化化控制

6、80年年代以后后在DCSS的基礎(chǔ)礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)現(xiàn)先進(jìn)控控制和優(yōu)優(yōu)化控制制。在硬件上上采用上上位機(jī)和和DCSS或電動動單元組組合儀表表相結(jié)合合，構(gòu)成成二級計(jì)計(jì)算機(jī)優(yōu)優(yōu)化控制制。以多變量量預(yù)測控控制為代代表的先先進(jìn)控制制策略和和靜態(tài)優(yōu)優(yōu)化控制制成功應(yīng)應(yīng)用，取取得明顯顯經(jīng)濟(jì)效效益以后后,出現(xiàn)了了眾多先先進(jìn)控制制和靜態(tài)態(tài)優(yōu)化控控制軟件件公司：Aspeen(美美國) DMMC CCorpp. DMCC DDynaamicc Maatriix CConttroll DDMI DDynaamicc Maatriix IIdenntifficaatioon SettPonnit Incc SMMCA SeetPoo

7、nitt Muultiivarriabble Conntrool Arrchiiteccturre SSMC-Idccom Mulltivvariiablle CConttroll paackaage SSMC-Tesst Pllatee teest pacckagge SSMC-Moddel Ideentiificcatiion pacckaggeHoneeyweell proofimmatiics (美國國) RMMPCTT Roobusst MMulttivaariaablee PrreduuctiiveCConttroll Teechnnoloogy PCTT Prrediictiiv

8、e Conntrool TTechhnollogyyTreiiberr Coontrrol (加拿拿大) OPPC OOptiimumm Prrediictiive ConntroolAderrsa (法國國)HIEECONN Hiieraarchhecaal CConsstraaintt Coontrrol PFCC PPreddicttivee Fuuncttionnal Conntrool GLIIDE IIdenntifficaatioon PPackkageeInveensyys PPreddicttivee Coontrrol Coonnooissseurr OOn-llinee

9、Moodelllinng(英國 ) LLtd CConttrolllerr On-linne AAdapptivve CConttroll Connstrrainned Opttimiizattionn SSimuulattionn SScieencee Coor. RROMeeo On-linne/OOff-linne OOPtiimizzatiio國外著名名公司的的先進(jìn)控控制軟件件包及應(yīng)應(yīng)用DMC公公司：DMCC軟件包包首次應(yīng)應(yīng)用時間間19885使用套數(shù)數(shù)(19995統(tǒng)統(tǒng)計(jì)) 6000套Setppoinnt公司司：IDCCOM-M軟件件包,首次應(yīng)應(yīng)用時間間19887使用套數(shù)數(shù)(19995統(tǒng)

10、統(tǒng)計(jì)) 4022套 SCCMCAA軟件包包首,次應(yīng)用用時間119933Proffimaaticcs公司司：PCTT軟件包包,首次應(yīng)應(yīng)用時間間19884使用套數(shù)數(shù)(19995統(tǒng)統(tǒng)計(jì)) 3722套 RMMPCTT軟件包包首,次應(yīng)用用時間119911Aderrsa公公司：IDCCOM軟軟件包,首次應(yīng)應(yīng)用時間間19773使用套數(shù)數(shù)(19995統(tǒng)統(tǒng)計(jì)) 4388套軟HIEECONN件包首首,次應(yīng)用用時間119866Treiiberr公司：OPCC軟件包包,首次應(yīng)應(yīng)用時間間19887使用套數(shù)數(shù)(19995統(tǒng)計(jì)計(jì)) 4116套4. 工工業(yè)過程程計(jì)算機(jī)機(jī)集成控控制90年年代隨著計(jì)算算機(jī)及網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)術(shù)的發(fā)展展，

11、DCCS出現(xiàn)現(xiàn)了開放放式系統(tǒng)統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)多層次次計(jì)算機(jī)機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)構(gòu)成的管管控一體體化系統(tǒng)統(tǒng)（CIIPS）。將生產(chǎn)調(diào)調(diào)度計(jì)劃劃與、經(jīng)經(jīng)營管理理和決策策引入計(jì)計(jì)算機(jī)控控制系統(tǒng)統(tǒng)構(gòu)成計(jì)計(jì)算機(jī)集集成控制制（CIIPS）,由五級級組成：基礎(chǔ)控控制級先先進(jìn)控制制與優(yōu)化化控制級級計(jì)劃與與調(diào)度級級生產(chǎn)經(jīng)經(jīng)營管理理級決策策級計(jì)算機(jī)集集成控制制（CIIPS）核心是是信息的的獲取、處理與與加工。同時，以以現(xiàn)場總總線為標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)實(shí)現(xiàn)以微微處理器器為基礎(chǔ)礎(chǔ)的現(xiàn)場場儀表與與控制系系統(tǒng)之間間進(jìn)行全全數(shù)字化化、雙向向和多站站通訊的的現(xiàn)場總總線網(wǎng)絡(luò)絡(luò)控制系系統(tǒng)（FFCS）。它將將對控制制系統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)帶來來革命性性變革，開辟控控制系統(tǒng)

12、統(tǒng)的新紀(jì)紀(jì)元。三、當(dāng)前前過程控控制系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)展的的一些主主要特點(diǎn)點(diǎn)1生產(chǎn)產(chǎn)裝置實(shí)實(shí)施先進(jìn)進(jìn)控制成成為發(fā)展展主流由于受到到經(jīng)典控控制理論論和常規(guī)規(guī)控制的的限制，難以處處理工業(yè)業(yè)過程中中存在的的耦合性性、非線線性和時時變性等等。隨著著企業(yè)提提出的高高柔性、高效益益的要求求，上述述控制方方案已經(jīng)經(jīng)不能適適應(yīng)，以以多變量量預(yù)測控控制為代代表的先先進(jìn)控制制策略的的提出和和成功應(yīng)應(yīng)用以后后，先進(jìn)進(jìn)控制受受到了過過程工業(yè)業(yè)界的關(guān)關(guān)注,生產(chǎn)裝裝置實(shí)施施先進(jìn)控控制成為為發(fā)展主主流。先進(jìn)過程程控制（Advvancced proocesss cconttroll，APPC）是是指一類類在動態(tài)態(tài)環(huán)境中中，基于于模型、充

13、分借借助計(jì)算算機(jī)能力力，為工工廠獲得得最大利利潤而實(shí)實(shí)施的運(yùn)運(yùn)行和技技術(shù)策略略。這種種新的控控制策略略實(shí)施后后，系統(tǒng)統(tǒng)運(yùn)行在在最佳工工況，實(shí)實(shí)現(xiàn)所謂謂“卡邊生生產(chǎn)”。據(jù)資資料報(bào)道道，一個個乙烯裝裝置投資資1633萬美元元實(shí)施先先進(jìn)控制制，完成成后預(yù)期期可獲得得效益6600萬萬美元/年。國外許多多控制軟軟件公司司和DCCS生產(chǎn)產(chǎn)商都在在競相開開發(fā)先進(jìn)進(jìn)控制和和優(yōu)化控控制的商商品化工工程軟件件包，西西方國家家有一定定規(guī)模的的先進(jìn)控控制軟件件公司大大約有445家，推出AAPC軟軟件3112種，全世界界應(yīng)用AAPC有有數(shù)千項(xiàng)項(xiàng)，APPC軟件件應(yīng)用年年增長率率達(dá)到330%左左右，先先進(jìn)控制制策略主主要有

14、：狀態(tài)反饋饋控制純滯后補(bǔ)補(bǔ)償控制制多變量解解耦控制制自適應(yīng)控控制魯棒控制制多變量預(yù)預(yù)測控制制推理控制制及軟測測量技術(shù)術(shù)故障檢測測、診斷斷與容錯錯控制智能控制制(專家控控制、模模糊邏輯輯控制和和神經(jīng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)控制制)等，尤尤其智能能控制已已成為開開發(fā)和應(yīng)應(yīng)用的熱熱點(diǎn)。著名過程程控制專專家D.E.SSeboorg提提出過程程控制策策略分類類：第一類(傳統(tǒng)控控制策略略)：PIDD控制；比值控控制；串串級控制制；前饋饋控制。第二類(先進(jìn)控控制經(jīng)典技技術(shù))：增益益調(diào)整；時滯補(bǔ)補(bǔ)償；解解耦控制制；選擇擇性控制制。第三類(先進(jìn)控控制流行技技術(shù))：模型型預(yù)測控控制；統(tǒng)統(tǒng)計(jì)質(zhì)量量控制；內(nèi)?？乜刂?；自自適應(yīng)控控制。第

15、四類：(先進(jìn)控控制潛在技技術(shù)) ：最優(yōu)優(yōu)控制；非線性性控制；專家系系統(tǒng)；模模糊控制制；神經(jīng)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控控制。第五類(先進(jìn)控控制研究中中策略)：魯棒棒控制；H和綜合。先進(jìn)控制制策略主主要有：純滯后補(bǔ)補(bǔ)償控制制：Smiith預(yù)預(yù)估補(bǔ)償償器，各各種改進(jìn)進(jìn)Smitth預(yù)估估補(bǔ)償器器，觀測測補(bǔ)償器器，采樣樣控制，內(nèi)?？乜刂?，達(dá)達(dá)林控制制等,這些方方法對模模型參數(shù)數(shù)變化靈靈敏度太太高，魯魯棒性差差。多變量關(guān)關(guān)聯(lián)(解耦)系統(tǒng)：被控變變量與操操縱變量量正確匹匹配；參參數(shù)整定定；減少少控制回回路；多多變量解解耦控制制。針對不確確定性出出現(xiàn)了自自適應(yīng)控控制,魯棒控控制。自適應(yīng)控控制系統(tǒng)統(tǒng)是一個個具有適適應(yīng)能力力的系統(tǒng)

16、統(tǒng)，它必必須能夠夠辯識過過程參數(shù)數(shù)與環(huán)境境條件變變化，在在此基礎(chǔ)礎(chǔ)上自動動地校正正控制規(guī)規(guī)律。適應(yīng)控制制是辨識識與控制制的結(jié)合合，但兩兩者有一一個難解解決的矛矛盾；適應(yīng)控制制中，除除了原來來的反饋饋回路外外，還增增加了調(diào)調(diào)整控制制算法的的適應(yīng)作作用回路路，后者者（外層層回路）常常是是非線性性的，系系統(tǒng)的穩(wěn)穩(wěn)定性有有時無法法保證；魯棒控制制的任務(wù)務(wù)是設(shè)計(jì)計(jì)一個固固定控制制器，使使得相應(yīng)應(yīng)的閉環(huán)環(huán)系統(tǒng)在在指定不不確定性性擾動作作用下仍仍能維持持預(yù)期的的性能，或相應(yīng)應(yīng)的閉環(huán)環(huán)系統(tǒng)在在保持預(yù)預(yù)期的性性能前提提下，能能允許最最大的不不確定性性擾動。魯棒控制制的研究究是近年年來非常常熱門的的研究課課題。多

17、變量預(yù)預(yù)測控制制：預(yù)測測模型、反饋校校正、滾滾動優(yōu)化化由于預(yù)測測控制的的一些基基本特征征使其產(chǎn)產(chǎn)生許多多優(yōu)良性性質(zhì)：對數(shù)學(xué)模模型要求求不高且且模型的的型式是是多樣化化的；具有良好好的跟蹤蹤性能和和較強(qiáng)的的抗干擾擾能力；對模型誤誤差具有有較強(qiáng)的的魯棒性性。主要研究究：穩(wěn)定性（帶約束束MPCC以及開開環(huán)不穩(wěn)穩(wěn)定、非非最小相相位、時時滯等特特性的對對象）；MPCC魯棒性性分析和和綜合；可行性性（在給給定約束束與性能能指標(biāo)的的條件下下，相應(yīng)應(yīng)的預(yù)測測控制規(guī)規(guī)律是否否存在的的問題）；非線線性MPPC性能能和算法法研究。推理控制制及軟測測量技術(shù)術(shù)推斷控制制是利用用數(shù)學(xué)模模型由可可測信息息將不可可測的輸輸出

18、變量量推算出出來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)反饋控控制，或或?qū)⒉豢煽蓽y擾動動推算出出來以實(shí)實(shí)現(xiàn)前饋饋控制。由于推斷斷控制是是基于模模型的控控制，要要獲得過過程模型型精確的的難度較較大，所所以這類類推斷控控制應(yīng)用用不多。軟測量的的基本思思想是對對于難于于測量或或暫時不不能測量量的重要要變量（或稱之之為主導(dǎo)導(dǎo)變量），選擇擇另外一一些容易易測量的的變量（或稱之之為輔助助變量），通過過構(gòu)成某某種數(shù)學(xué)學(xué)關(guān)系來來推斷和和估計(jì)，以軟件件來代替替硬件（傳感器器）功能能。這類方法法具有響響應(yīng)迅速速，連續(xù)續(xù)給出主主導(dǎo)變量量信息，且具有有投資低低，維護(hù)護(hù)保養(yǎng)簡簡單等優(yōu)優(yōu)點(diǎn)。數(shù)據(jù)校正正，動態(tài)態(tài)預(yù)測，在線校校正。故障檢測測、診斷斷與容錯錯控

19、制故障檢測測和診斷斷：基于于信號處處理的方方法、基基于解析析模型的的方法和和基于知知識的方方法。基基于多變變量統(tǒng)計(jì)計(jì)技術(shù)的的方法也也在近年年來迅速速發(fā)展起起來。研究內(nèi)容容：魯棒棒性，自自適應(yīng)性性、綜合合診斷研究方法法：人工神經(jīng)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與與模糊邏邏輯方法法的結(jié)合合。人工神經(jīng)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與與專家系系統(tǒng)方法法相的結(jié)合。小波變換換技術(shù)與與人工神神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的結(jié)合合。一種種方法是是用小波波分析對對信號進(jìn)進(jìn)行預(yù)處處理，通通過將小小波基與與信號的的內(nèi)積進(jìn)進(jìn)行加權(quán)權(quán)和來實(shí)實(shí)現(xiàn)信號號特征的的提取，然后將將提取的的特征向向量送入入神經(jīng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)處理理；另一一種方法法即所謂謂的小波波神經(jīng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)（WWNN），它把把小波變變換與神神

20、經(jīng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)有機(jī)地地結(jié)合起起來，充充分繼承承了兩者者的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，是一一種很有有前途的的方法。多變量統(tǒng)統(tǒng)計(jì)技術(shù)術(shù)與基于于知識的的方法的的結(jié)合。多變量量統(tǒng)計(jì)技技術(shù)是基基于穩(wěn)態(tài)態(tài)數(shù)據(jù)建建立起來來的模型型，因而而難于應(yīng)應(yīng)用到對對瞬態(tài)過過程的監(jiān)監(jiān)測上；本質(zhì)上上是基于于線性過過程發(fā)展展起來的的，但實(shí)實(shí)現(xiàn)起來來過于復(fù)復(fù)雜；自自身難于于實(shí)現(xiàn)故故障原因因的解釋釋。因此此，將多多變量統(tǒng)統(tǒng)計(jì)技術(shù)術(shù)與基于于知識的的方法相相結(jié)合，構(gòu)造出出一種充充分利用用各自優(yōu)優(yōu)勢的混混合型方方法是一一種必然然趨勢。統(tǒng)計(jì)過程程控制(SPCC)統(tǒng)計(jì)過程程控制判判斷過程程是否處處于“在控狀狀態(tài)”或“失控狀狀態(tài)”，并通通過產(chǎn)品品質(zhì)量分分析，從從中發(fā)

21、現(xiàn)現(xiàn)過程中中可改善善因素，并加以以改進(jìn)。理論基基礎(chǔ)是中中心極限限定理和和3原理。方法：控控制圖方方法；多多變量投投影方法法（PCCA,PPLS）。統(tǒng)計(jì)過程程控制方方法主要要用于過過程監(jiān)視視和異常常工況檢檢測、質(zhì)質(zhì)量的統(tǒng)統(tǒng)計(jì)建模模等。智能控制制(專家控控制、模模糊邏輯輯控制和和神經(jīng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)控制制)等，尤尤其智能能控制已已成為開開發(fā)和應(yīng)應(yīng)用的熱熱點(diǎn)。模糊控制制優(yōu)點(diǎn)：模糊控控制是建建立在經(jīng)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)礎(chǔ)上的控控制，無無需建立立數(shù)學(xué)模模型，是是解決不不確定系系統(tǒng)的一一種途徑徑；具有有較強(qiáng)的的魯棒性性。缺陷：模模糊控制制設(shè)計(jì)缺缺乏系統(tǒng)統(tǒng)性，無無法定義義控制目目標(biāo)，控控制規(guī)則則的選擇擇、論域域的選擇擇，模糊糊集

22、的定定義、量量化因子子的選取取等多采采用試湊湊法，這這對復(fù)雜雜控制是是難于湊湊效的。研究內(nèi)容容：模糊糊控制穩(wěn)穩(wěn)定性；模糊模模型的辯辯識；模模糊最優(yōu)優(yōu)控制；模糊自自適應(yīng)控控制；與與其它控控制結(jié)合合等。專家控制制優(yōu)點(diǎn)：專家控制制是建立立在經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)基礎(chǔ)上上的控制制，無需需建立數(shù)數(shù)學(xué)模型型，是解解決不確確定系統(tǒng)統(tǒng)的一種種途徑；具有較較強(qiáng)的魯魯棒性。研究內(nèi)容容：如何何解決好好知識的的獲取，以及如如何進(jìn)行行實(shí)時性性的搜索索以解決決實(shí)時控控制問題題；如何將過過程的深深層與淺淺層知識識合理結(jié)結(jié)合起來來構(gòu)造知知識庫，有效地地自動修修改知識識庫；如何進(jìn)行行專家控控制系統(tǒng)統(tǒng)的穩(wěn)定定性、可可控性分分析；如何建造造通用的

23、的滿足過過程控制制的專家家開發(fā)工工具。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)控制ANN的的主要吸吸引力在在于：能夠以任任意精度度逼近任任意非線線性映射射，給建建模帶來來一種非非傳統(tǒng)的的表達(dá)工工具；自適應(yīng)性性能力，包括自自學(xué)習(xí)能能力，自自組織推推理能力力等；并行結(jié)構(gòu)構(gòu)和并行行處理，它不但但結(jié)構(gòu)上上是并行行的，處處理順序序也是并并行的，因此處處理速度度快，能能快速實(shí)實(shí)現(xiàn)大量量復(fù)雜的的控制算算法，進(jìn)進(jìn)行實(shí)時時處理；分布式信信息存儲儲與處理理結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)獨(dú)特的容容錯性；缺陷：（1）近年年來對AANN本本身的研研究，如如網(wǎng)絡(luò)結(jié)結(jié)構(gòu)、控控制參數(shù)數(shù)等沒有有根本的的突破；（2）ANNN的泛化化能力不不足；（3）網(wǎng)絡(luò)絡(luò)本身的的黑箱式式內(nèi)部

24、知知識表達(dá)達(dá)方式，使其不不能利用用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)進(jìn)行學(xué)習(xí)習(xí)，易陷陷于局部部極小值值。這些些固有的的缺陷極極大地限限制了AANN的的應(yīng)用。研究內(nèi)容容：開展展神經(jīng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)控制制系統(tǒng)的的穩(wěn)定性性、收斂斂性、魯魯棒性和和可靠性性等理論論研究；開展神經(jīng)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的的學(xué)習(xí)算算法研究究，研究究新的快快速學(xué)習(xí)習(xí)算法，設(shè)計(jì)用用于控制制的新神神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)模型和和算法，改進(jìn)現(xiàn)現(xiàn)有的算算法；研究NNNC與其其它控制制方法的的結(jié)合例例如繼續(xù)續(xù)進(jìn)行NNN在系系統(tǒng)辯識識、狀態(tài)態(tài)估計(jì)、自適應(yīng)應(yīng)控制、故障診診斷、容容錯控制制等；研究NNN的硬件件實(shí)現(xiàn)問問題，促促進(jìn)NNN在控制制領(lǐng)域的的應(yīng)用。2過程程優(yōu)化受受到普遍遍關(guān)注在過程控控制中，過程優(yōu)優(yōu)

25、化已受受到了普普遍關(guān)注注。在過程優(yōu)優(yōu)化中，主要尋尋找最佳佳的工藝藝參數(shù)設(shè)設(shè)定值以以獲得最最大的經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益益，這稱稱之為穩(wěn)穩(wěn)態(tài)優(yōu)化化。穩(wěn)態(tài)態(tài)優(yōu)化采采用靜態(tài)態(tài)模型，進(jìn)行離離線或在在線優(yōu)化化計(jì)算。生產(chǎn)過程程的優(yōu)化化是在各各種優(yōu)化化條件下下，求取取目標(biāo)函函數(shù)的最最優(yōu)值，通常是是復(fù)雜的的非線性性優(yōu)化問問題。在在過程優(yōu)優(yōu)化中，由于系系統(tǒng)的復(fù)復(fù)雜性，求全局局最優(yōu)值值十分困困難，而而且實(shí)際際過程并并不一定定要求最最優(yōu)值，而只要要求得“優(yōu)化區(qū)區(qū)域”或“滿意解解”就可滿滿足要求求。最近有人人提出把把工藝設(shè)設(shè)計(jì)與控控制整體體考慮，在工藝藝設(shè)計(jì)的的同時考考慮到控控制的實(shí)實(shí)施方案案及效果果，就可可以在工工藝設(shè)計(jì)計(jì)階段消

26、消除那些些可能導(dǎo)導(dǎo)致控制制困難的的因素，這種方方法正在在受到人人們的關(guān)關(guān)注。優(yōu)化算法法基于模型型的優(yōu)化化算法有有解析法法、線性性規(guī)劃、梯度搜搜索法、數(shù)值搜搜索法、整數(shù)規(guī)規(guī)劃法等等。這些些算法比比較成熟熟。當(dāng)前過程程工業(yè)一一方面向向大型化化發(fā)展，另一方方面向精精細(xì)化發(fā)發(fā)展。采采用傳統(tǒng)統(tǒng)的優(yōu)化化方法，經(jīng)常會會出現(xiàn)由由于問題題太復(fù)雜雜導(dǎo)致需需要搜索索的空間間太大而而引起的的“組合爆爆炸”、搜索索不收斂斂或收斂斂太慢而而找不到到最優(yōu)解解、收斂斂在局部部最優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)而無法法抵達(dá)全全局最優(yōu)優(yōu)點(diǎn)等問問題。為為克服這這些問題題，出現(xiàn)現(xiàn)了一些些新的優(yōu)優(yōu)化算法法。1)逐次次二次規(guī)規(guī)劃方法法（SQQP）這是一種種“不可

27、行行路徑”法，在在優(yōu)化過過程中，在過程程解向可可行域靠靠近時，評價(jià)函函數(shù)也向向最優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)逼近，最優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)和可行行解在優(yōu)優(yōu)化終點(diǎn)點(diǎn)同時到到達(dá)。BBiegglerr等在該該方法中中考慮了了過程模模型的特特殊性，適用于于變量眾眾多的大大型優(yōu)化化命題。國外已已開發(fā)的的許多過過程模型型模擬與與優(yōu)化的的商品化化軟件采采用了這這一算法法。2)隨機(jī)機(jī)優(yōu)化方方法這類算法法都將定定向性搜搜索（沿沿好的方方向）與與隨機(jī)性性搜索結(jié)結(jié)合在一一起，既既有高的的搜索效效率與速速度，又又能跳出出局部最最優(yōu)點(diǎn)，能保證證搜索的的收斂性性。主要要有模擬擬退火法法（SAA）、遺遺傳算法法（GAA）。綜綜合SAA和GA以及及趨化法法（CA

28、A）的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)，李李兵等提提出了SSAGAACIAA算法，搜索性性能很好好，可適適用于各各種優(yōu)化化命題。張克進(jìn)進(jìn)比較了了目前各各種隨機(jī)機(jī)優(yōu)化計(jì)計(jì)算的特特點(diǎn)，提提出一種種更完善善的隨機(jī)機(jī)搜索優(yōu)優(yōu)化方法法綜合優(yōu)優(yōu)化方法法（SOOA），該方法法具有良良好的漸漸進(jìn)收斂斂特性、高的最最優(yōu)率和和更快的的收斂速速度，在在延遲焦焦化裝置置上應(yīng)用用后提高高了液體體產(chǎn)品收收率。3)混沌沌優(yōu)化方方法利用混沌沌運(yùn)動的的“隨機(jī)性性”和遍歷歷性，得得出一種種適用于于連續(xù)優(yōu)優(yōu)化的高高效方法法。張春春慨等提提出在局局部搜索索空間利利用線性性搜索加加速解的的收斂速速度和精精度，并并與精確確不可微微罰函數(shù)數(shù)結(jié)合來來求解非非線性約約

29、束優(yōu)化化問題的的新方法法，再進(jìn)進(jìn)行混沌沌搜索尋尋優(yōu)。該該方法已已經(jīng)應(yīng)用用在甲醛醛生產(chǎn)過過程的在在線優(yōu)化化中。4)區(qū)域域優(yōu)化方方法對于任何何一個優(yōu)優(yōu)化命題題，當(dāng)采采用各種種傳統(tǒng)的的優(yōu)化算算法進(jìn)行行尋優(yōu)時時，最終終所獲得得的最優(yōu)優(yōu)解（或或次優(yōu)解解）在解解空間中中都表現(xiàn)現(xiàn)為一個個最優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，這種種優(yōu)化被被稱為點(diǎn)點(diǎn)優(yōu)化。實(shí)際過過程中隨隨著點(diǎn)優(yōu)優(yōu)化的進(jìn)進(jìn)行，當(dāng)當(dāng)進(jìn)入某某一個區(qū)區(qū)域后，繼續(xù)尋尋優(yōu)對優(yōu)優(yōu)化目標(biāo)標(biāo)函數(shù)的的影響作作用已經(jīng)經(jīng)不明顯顯。有時時即使尋尋到最優(yōu)優(yōu)工作點(diǎn)點(diǎn)，但也也難以實(shí)實(shí)施。比比較理想想的優(yōu)化化方式是是區(qū)域優(yōu)優(yōu)化。所謂區(qū)域域優(yōu)化是是相對于于點(diǎn)優(yōu)化化而言的的，特指指圍繞命命題的優(yōu)優(yōu)化目標(biāo)標(biāo)，以

30、搜搜索解空空間中的的具有次次優(yōu)特點(diǎn)點(diǎn)的滿意意區(qū)域?yàn)闉槟康牡牡膶?yōu)技技術(shù)。優(yōu)優(yōu)化結(jié)果果雖不一一定是全全局最優(yōu)優(yōu)結(jié)果，但這種種優(yōu)化方方法在工工程應(yīng)用用時是合合理的并并且能夠夠?qū)嵤υ摲椒ǚǖ难芯烤刻幱诔醭跫夒A段段，其中中工況的的劃分和和工況區(qū)區(qū)域的識識別是關(guān)關(guān)鍵問題題。3傳統(tǒng)統(tǒng)的DCCS在走走向國際際統(tǒng)一標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的開開放式系系統(tǒng)自19775年第第一套分分布式工工業(yè)控制制計(jì)算機(jī)機(jī)系統(tǒng)誕誕生以來來，歷經(jīng)經(jīng)近200年，各各家DCCS生產(chǎn)產(chǎn)廠家的的產(chǎn)品大大多不能能兼容，最后終終于聯(lián)手手共同推推出一種種國際標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)現(xiàn)場總線線（FIIELDDBUSS）控制制系統(tǒng)，它被公公認(rèn)為具具有時代代特點(diǎn)的的新一代代分布

31、式式計(jì)算機(jī)機(jī)控制系系統(tǒng)，它它的主要要特點(diǎn)為為：（11）開放放性 現(xiàn)現(xiàn)場總線線采用同同一種國國際標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的通訊訊協(xié)議，不同廠廠家的產(chǎn)產(chǎn)品可方方便地互互聯(lián)，可可與局域域網(wǎng)相連連；（22）智能能化現(xiàn)場場儀表 除了一一般現(xiàn)場場控制，檢測儀儀表功能能以外，還具有有診斷、自補(bǔ)償償、現(xiàn)場場組態(tài)、現(xiàn)場校校驗(yàn)功能能；（33）現(xiàn)場場儀表采采用數(shù)字字信號傳傳輸 提提高傳輸輸可靠性性，節(jié)約約傳輸線線的投資資；（44）徹底底的分散散性 簡簡單控制制回路基基本分散散在現(xiàn)場場實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵數(shù)數(shù)字信號號進(jìn)中央央控制室室，中央央控制室室主要完完成信息息管理、先進(jìn)控控制和優(yōu)優(yōu)化。隨著現(xiàn)場場總線技技術(shù)的出出現(xiàn)和發(fā)發(fā)展，各各種現(xiàn)場場總線的

32、的市場競競爭日趨趨激烈，由于各各大集團(tuán)團(tuán)對于現(xiàn)現(xiàn)有市場場利益的的追逐，使統(tǒng)一一的現(xiàn)場場總線國國際標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)遲遲不不能出臺臺。經(jīng)過過妥協(xié)，在20000年年1月宣布布有8種現(xiàn)場場總線均均列入國國際標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，形成成多種現(xiàn)現(xiàn)場總線線共同競競爭的局局面。4綜合合自動化化系統(tǒng)（CIPPS）是是發(fā)展方方向過程工業(yè)業(yè)自動化化在900年代以以前仍是是自動化化孤島模模式。進(jìn)進(jìn)入900年代，企業(yè)把把提高綜綜合自動動化水平平作為挖挖潛增效效、提高高競爭能能力的重重要途徑徑。集常常規(guī)控制制、先進(jìn)進(jìn)控制、過程優(yōu)優(yōu)化、生生產(chǎn)調(diào)度度、企業(yè)業(yè)管理、經(jīng)營決決策等功功能于一一體的綜綜合自動動化成了了當(dāng)前自自動化發(fā)發(fā)展的趨趨勢。綜綜合自動

33、動化就是是在計(jì)算算機(jī)通訊訊網(wǎng)絡(luò)和和分布式式數(shù)據(jù)庫庫的支持持下，實(shí)實(shí)現(xiàn)信息息與功能能的集成成，進(jìn)而而充分調(diào)調(diào)動人的的因素的的經(jīng)營系系統(tǒng)、技技術(shù)系統(tǒng)統(tǒng)及組織織系統(tǒng)（hummanwwaree）的集集成，最最終形成成一個能能適應(yīng)生生產(chǎn)環(huán)境境不確定定性和市市場需求求多變性性的全局局優(yōu)化的的高質(zhì)量量、高效效益、高高柔性的的智能生生產(chǎn)系統(tǒng)統(tǒng)，這就就是CIIM思想想在連續(xù)續(xù)工業(yè)中中的體現(xiàn)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)功能框圖生 廠 與 經(jīng) 營 過 程測量信息基本控制銷售、管理信息投入產(chǎn)出模型資金、物流模型物料、能量平衡模型靜態(tài)模型故障模型對象動態(tài)模型對象特性知識計(jì)劃,調(diào)度信息工況核算信息決策信息推斷,優(yōu)化信息輔助決策生產(chǎn)

34、經(jīng)營管理計(jì)劃、調(diào)度優(yōu)化車間與裝置的優(yōu)化與監(jiān)控先進(jìn)過程控制全廠單 元車間工業(yè)過程程計(jì)算機(jī)機(jī)集成控控制系統(tǒng)統(tǒng)一般由由由信息息、優(yōu)化化、控制制和對象象模型等等組成，具體可可由六級級構(gòu)成，如圖所所示工業(yè)過程程計(jì)算機(jī)機(jī)集成系系統(tǒng)的核核心是信信息的獲獲取、處處理與加加工。來來自基本本控制級級的直接接測量信信息，經(jīng)經(jīng)過濃縮縮處理及及加工后后變成高高級控制制的不可可測變量量的估計(jì)計(jì)信息以以及車間間核算信信息和工工況信息息，經(jīng)統(tǒng)統(tǒng)計(jì)、分分析和匯匯總后送送到調(diào)度度級和管管理級，再經(jīng)深深度加工工后進(jìn)入入決策級級作為企企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)導(dǎo)決策的的依據(jù)。決策級級除來自自企業(yè)內(nèi)內(nèi)部的綜綜合信息息外，還還要掌握握市場信信息、同同行信

35、息息等外部部信息。綜合自動動化系統(tǒng)統(tǒng)主要特特點(diǎn)有：系統(tǒng)主線線采用遞遞階系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)形形式。人人的介入入程度是是自下而而上逐步步增加的的，人工工智能的的應(yīng)用程程度也是是自下而而上逐步步增加的的，但是是工作頻頻率的周周期是自自下而上上逐步減減少的，如基礎(chǔ)礎(chǔ)控制級級的周期期在秒級級，作操操優(yōu)化的的周期在在小時級級，調(diào)度度的周期期以天計(jì)計(jì)，計(jì)劃劃的周期期以月、季、年年計(jì)。系統(tǒng)的主主線是控控制與管管理兩個個方面。綜合自自動化系系統(tǒng)需選選擇合適適的計(jì)算算機(jī)和網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)實(shí)行結(jié)構(gòu)構(gòu)集成。通常由由DCSS或現(xiàn)場場總線系系統(tǒng)完成成控制任任務(wù)，由由中、小小型機(jī)或或微機(jī)完完成管理理任務(wù)。系統(tǒng)信息息的集成成至關(guān)重重要。來

36、來自基礎(chǔ)礎(chǔ)控制級級的直接接測量信信息，經(jīng)經(jīng)過數(shù)據(jù)據(jù)處理后后變成先先進(jìn)控制制中不可可直接測測量變量量的估計(jì)計(jì)信息以以及車間間核算信信息和工工況信息息，經(jīng)統(tǒng)統(tǒng)計(jì)、分分析和匯匯總送到到調(diào)度級級和管理理級，再再經(jīng)深度度加工后后進(jìn)入決決策級作作為企業(yè)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)決決策的依依據(jù)。決決策級除除來自企企業(yè)內(nèi)部部的綜合合信息外外，還要要掌握市市場信息息、同行行信息等等外部信信息。數(shù)據(jù)挖掘掘：我們正處處在信息息化的社社會，大大量信息息在給人人們帶來來方便的的同時也也帶來了了一大堆堆問題：第一是信信息過量量，難以以消化；第二是信信息真假假難以辨辨識；第三是信信息安全全難以保保證；第四是信信息形式式不一致致，難以以統(tǒng)一處處

37、理。人人們開始始提出一一個新的的口號：“要學(xué)會會拋棄信信息”。人們開始始考慮：“如何才才能不被被信息淹淹沒，而而是從中中及時發(fā)發(fā)現(xiàn)有用用的知識識、提高高信息利利用率?”面對對這一挑挑戰(zhàn)，數(shù)數(shù)據(jù)開采采和知識識發(fā)現(xiàn)(DMKKD)技技術(shù)就應(yīng)應(yīng)運(yùn)而生生，并顯顯示出強(qiáng)強(qiáng)大的生生命力。數(shù)據(jù)庫急急劇增長長，數(shù)據(jù)據(jù)污染、不真實(shí)實(shí)、不完完全等。四、我國國先進(jìn)控控制軟件件包應(yīng)用用目前我國國已引進(jìn)進(jìn)IDCCOM-M，SMCCA等先先進(jìn)控制制軟件，并已投投入使用用，取得得明顯經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益益。另外，HHoneeyweell Proofimmatiics公公司已經(jīng)經(jīng)與中國國石化總總公司合合作，在在石化行行業(yè)推廣廣他們的的R

38、MPPCT軟軟件，部部分已投投入使用用。國外這些些軟件的的價(jià)格非非常之高高，而且且國外廠廠商對其其核心技技術(shù)是保保密的。我國通通過“八五”“九.五”國家重重點(diǎn)科技技攻關(guān)等等,在先進(jìn)進(jìn)控制與與優(yōu)化控控制方面面積累了了許多經(jīng)經(jīng)驗(yàn)，成成功應(yīng)用用實(shí)例亦亦不少,部分成成果已逐逐漸形成成商品化化軟件。1. 催催化裂化化裝置 (1) 齊魯石石化公司司勝利煉煉油廠引引進(jìn)美國國Settpoiint公公司的多多變量預(yù)預(yù)測控制制技術(shù)（IDCCOM-M）。該技術(shù)術(shù)在國內(nèi)內(nèi)首次成成功應(yīng)用用于處理理量為660萬噸噸/年催化化裂化裝裝置的反反/再系統(tǒng)統(tǒng)上。該該項(xiàng)目于于93年9月底交交付工藝藝使用，投運(yùn)率率在955%以上上，

39、運(yùn)行行情況良良好。平平穩(wěn)了生生產(chǎn)、穩(wěn)穩(wěn)定了產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量量、提高高輕質(zhì)油油收率22.8%、增加加了處理理量、節(jié)節(jié)約了能能耗。整整體效益益顯著，超過了了預(yù)期的的3877萬元/年的目目標(biāo)。 (2) 大慶慶石油化化工總廠廠和Hooneyywelll公司司在1000萬噸噸/年重油油催化裝裝置反/再系統(tǒng)統(tǒng)和分餾餾系統(tǒng)中中開發(fā)應(yīng)應(yīng)用了多多變量預(yù)預(yù)估技術(shù)術(shù)，平穩(wěn)穩(wěn)了操作作。摻渣渣油比例例穩(wěn)定440%。在設(shè)計(jì)計(jì)能力1110%負(fù)荷下下能長期期穩(wěn)定地地運(yùn)行。汽油干干點(diǎn)波動動方差減減少500%。取取得了6688.4萬元元/年的經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益益。 (3) 蘭州州煉油化化工總廠廠處理量量為1220萬噸噸/年重油油催化裝裝置開發(fā)

40、發(fā)應(yīng)用了了HonneyWWelll Hiispeec SSuluutioon公司司先進(jìn)控控制技術(shù)術(shù)。該軟軟件包主主要由RRMPCCT（魯魯棒多變變量預(yù)估估控制技技術(shù)），Toookitt（工業(yè)業(yè)計(jì)算包包），LLABVVPDAATE(數(shù)據(jù)修修正)，APEECS（用于控控制及仿仿真的應(yīng)應(yīng)用環(huán)境境及數(shù)據(jù)據(jù)庫平臺臺）組成成，先進(jìn)進(jìn)控制自自98年4月正式式投運(yùn)以以來，使使生產(chǎn)操操作更加加平穩(wěn)，被控變變量的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)偏差差平均下下降400%，提提高了餾餾出產(chǎn)品品的質(zhì)量量合格率率與穩(wěn)定定性，汽汽油干點(diǎn)點(diǎn)合格率率由966.777%提高高到988.922%，柴柴油凝固固點(diǎn)由990.99%提高高到944.4%，產(chǎn)品品汽

41、油的的收率平平均提高高了1.94%。先進(jìn)進(jìn)控制系系統(tǒng)實(shí)際際的效益益在6000萬元元以上。 (4)前郭煉煉油廠重重油催化化裂化裝裝置在反反再系統(tǒng)統(tǒng)、分餾餾塔、吸吸收穩(wěn)定定部分采采用Hooneyywe111公司司的魯棒棒多變量量預(yù)估控控制器RRMPCCT后，降低能能耗、提提高產(chǎn)品品收率、獲得明明顯的經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益益8700萬元/年。(5)撫撫順石化化一廠，蘭州煉煉油廠等等。 (6)福福建煉油油廠化工工有限公公司與浙浙江大學(xué)學(xué)合作開開發(fā)催化化裂化裝裝置先進(jìn)進(jìn)控制系系統(tǒng)，于于96年3月通過過國家教教委組織織的鑒定定。主要要內(nèi)容有有：不可可測變量量與產(chǎn)品品質(zhì)量指指標(biāo)的在在線軟測測量，單單、多變變量預(yù)估估控制

42、器器及反/再單元元的故障障檢測三三部分，實(shí)現(xiàn)了了在線估估計(jì)和產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量量指標(biāo)的的卡邊控控制以及及催化裂裂化反/再單元元的故障障診斷與與預(yù)測，年經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益可可達(dá)3000萬元元。 (7)洛洛陽石油油化工總總廠與石石油大學(xué)學(xué)、洛陽陽石化公公司共同同開發(fā)催催化裂化化裝置反反/再、分分餾系統(tǒng)統(tǒng)先進(jìn)控控制是國國家八五五重點(diǎn)科科技攻關(guān)關(guān)項(xiàng)目，采用友友力20000集集散系統(tǒng)統(tǒng)，于996年通通過鑒定定。反/再系統(tǒng)統(tǒng)采用反反應(yīng)熱為為被控變變量及反反應(yīng)溫度度的多變變量協(xié)調(diào)調(diào)預(yù)估控控制。操操作平穩(wěn)穩(wěn)，波動動范圍減減少300%。主主分餾塔塔的汽油油干點(diǎn)與與柴油凝凝固點(diǎn)多多變量協(xié)協(xié)調(diào)控制制技術(shù)，粗汽油油干點(diǎn)由由19882

43、001，汽油油約提高高0.44噸/小時。輕柴油油凝固點(diǎn)點(diǎn)由-55.3-11，輕柴柴油約提提高0.8噸/小時。每年可可增產(chǎn)值值7644.8萬萬元。 (8)茂名石石化煉油油廠與石石油大學(xué)學(xué)聯(lián)合開開發(fā)催化化裂化裝裝置先進(jìn)進(jìn)控制與與實(shí)時優(yōu)優(yōu)化系統(tǒng)統(tǒng)：(11). 反應(yīng)深深度多變變量協(xié)調(diào)調(diào)預(yù)估控控制系統(tǒng)統(tǒng)；(22). 反應(yīng)深深度實(shí)時時優(yōu)化與與協(xié)調(diào)系系統(tǒng)；(3). 粗汽汽油干點(diǎn)點(diǎn)控制系系統(tǒng)。反反應(yīng)深度度尋優(yōu)可可取得年年經(jīng)濟(jì)效效益10000萬萬元以上上。汽油油干點(diǎn)與與柴油990%點(diǎn)點(diǎn)在線計(jì)計(jì)算和控控制，實(shí)實(shí)現(xiàn)卡邊邊，年經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益益在5000萬元元以上。(9)上上海交通通大學(xué)與與浙江大大學(xué)開發(fā)發(fā)研制的的多變量量

44、約束控控制軟件件包MCCC是一一個處理理約束的的多變量量、多目目標(biāo)、多多控制模模式和基基于模型型預(yù)測的的最優(yōu)控控制器，已成功功應(yīng)用于于石家莊莊煉油化化工股份份有限公公司催化化裂化裝裝置（反反應(yīng)再生生系統(tǒng)、分餾系系統(tǒng)以及及吸收穩(wěn)穩(wěn)定系統(tǒng)統(tǒng)），效效益的提提高十分分明顯。首先裝裝置的總總處理量量有較大大的提高高；其次次產(chǎn)品的的分布有有較大的的改善，汽油收收率提高高了2.33%，液體體氣收率率提高了了1%，同同時輕柴柴油收率率下降了了2.557%。純原料料利潤也也提高了了4.88%。綜綜合上述述因素年年經(jīng)濟(jì)效效益在112000萬元以以上。2. 常常減壓裝裝置齊魯石化化公司勝勝利煉油油廠引進(jìn)進(jìn)Honne

45、yWWelll 公司司先進(jìn)控控制軟件件。自119977年1月份投投運(yùn)以來來，通過過不斷改改進(jìn)，目目前基本本正常。HonneyWWelll公司先先進(jìn)控制制技術(shù)主主要內(nèi)容容有：數(shù)數(shù)據(jù)庫平平臺（AAPECCS），分餾工工藝計(jì)算算軟件（Fraactiionaatorr Tooolkkit），中間間調(diào)節(jié)控控制（IInteermeediaate Reggulaatorry CConttroll）、魯魯棒多變變量預(yù)估估控制器器（RMMPCTT），魯魯棒PIID，計(jì)計(jì)算結(jié)果果的化驗(yàn)驗(yàn)數(shù)據(jù)校校正等。該技術(shù)術(shù)具有魯魯棒性強(qiáng)強(qiáng)，優(yōu)化化性能好好，操作作靈活等等特點(diǎn)。該軟件件投運(yùn)以以來，通通過裝置置標(biāo)定結(jié)結(jié)果和分分析表

46、明明，第二二常減壓壓裝置的的控制品品質(zhì)得到到了改善善，穩(wěn)定定了操作作，提高高了裝置置輕質(zhì)油油的回收收率，由由此可獲獲5922.1萬萬元/年經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益。蘭州煉油油廠3.連續(xù)續(xù)重整裝裝置 (1)廣州石石油化工工總廠連連續(xù)重整整裝置采采用美國國西雷公公司的數(shù)數(shù)據(jù)平臺臺ONSSEPEEC、美美國Seetpoointt公司的的多變量量預(yù)估軟軟件SMMCA，美國UUOP公公司重整整反應(yīng)辛辛烷值的的計(jì)算模模型，實(shí)實(shí)施辛烷烷值、反反應(yīng)器加加權(quán)平均均溫度、反應(yīng)壓壓力、氫氫/油比及及進(jìn)料優(yōu)優(yōu)化控制制。從996年4月投運(yùn)運(yùn)以來，平穩(wěn)了了生產(chǎn)，提高了了液體產(chǎn)產(chǎn)品收率率，降低低了能耗耗，提高高了產(chǎn)品品質(zhì)量，獲得了了34

47、00多萬/年經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益。 (2)金陵石石化公司司煉油廠廠連續(xù)重重整和抽抽提裝置置上采用用Honneywwe111公司的的魯棒多多變量預(yù)預(yù)估控制制器RMMPCTT，主要要有預(yù)處處理、加加權(quán)平均均溫度、反應(yīng)深深度、穩(wěn)穩(wěn)定、二二甲苯等等單元的的5個多變變量控制制器。投投運(yùn)后，提高產(chǎn)產(chǎn)品合格格率，實(shí)實(shí)現(xiàn)了卡卡邊操作作，增加加了液體體收率，獲得明明顯經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益3356萬萬元/年。 (3)鎮(zhèn)海煉煉化股份份有限公公司煉油油廠連續(xù)續(xù)重整裝裝置采用用美國AAspeen公司司DMCCpluus先進(jìn)進(jìn)控制軟軟件，設(shè)設(shè)計(jì)了預(yù)預(yù)加氫汽汽提塔及及重沸爐爐控制器器、預(yù)加加氫脫丁丁烷塔、CCRR反應(yīng)部部分、穩(wěn)穩(wěn)定塔，投運(yùn)后后

48、裝置處處理量提提高，產(chǎn)產(chǎn)率增加加，能耗耗降低獲獲得明顯顯經(jīng)濟(jì)效效益5220萬元元/年。 3.聚聚丙烯裝裝置 (1)揚(yáng)子石石化公司司聚丙烯烯裝置實(shí)實(shí)施先進(jìn)進(jìn)控制技技術(shù)：ppolyytecch TTooll-Kiit標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)軟件包包，推理理計(jì)算，魯棒PPID及及關(guān)聯(lián)計(jì)計(jì)算（熔熔體流動動指數(shù)MMI）等等。先進(jìn)控制制系統(tǒng)投投運(yùn)后：優(yōu)化卡邊邊操作增增加產(chǎn)量量4800萬/年；穩(wěn)定后提提高產(chǎn)品品優(yōu)級率率1933.233萬/年；開發(fā)新產(chǎn)產(chǎn)品減少少過渡料料2144.722萬/年;減少停車車降低能能耗1001.224萬/年。合合計(jì)獲得得經(jīng)濟(jì)效效益萬年年。 (22) 上上海石化化，的先先進(jìn)控制制技術(shù)是是在塑料料廠2P

49、PP裝置置上實(shí)施施的，投投入599萬美元元，效益益十分顯顯著5889萬元元/年。齊齊魯石化化等。五、我國國DCSS的應(yīng)用用石油化工工用于過過程控制制的DCCS共6788套(截止到到19999年九九月)其中煉油油2111套，化化工1882套。化纖339套，化肥338套，油田1113其其他為995套。分別由由國外110家公公司引進(jìn)進(jìn)的200種型號號產(chǎn)品。數(shù)量居居前五家家公司分分別為美美國霍尼尼威爾為為2255套，日本本橫河為為1633套，F(xiàn)IISHEER-RROSEEMOUUNT為為37套，美國FFOXBBOROO為35套，美國AABB為為20套。國產(chǎn)DDCS為為21套。石油化工工系統(tǒng)119900

50、年前引引進(jìn)的1122套套DCSS總投資資約為660000萬美元元。平均均每套價(jià)價(jià)格為550萬美美元，早早期價(jià)格格高，約約1000萬美元元一套，近期價(jià)價(jià)格低，約300-400萬美元元一套。成套引引進(jìn)或與與承包商商成交的的一般較較單獨(dú)成成交的高高。據(jù)化工部部信息中中心統(tǒng)計(jì)計(jì)，僅化化工行業(yè)業(yè)在19995年年就安裝裝DCSS為4466套，19997年年達(dá)6771套，年增長長率為222.66%主要要用于化化肥為1189套套，氯堿堿為333套，有有機(jī)化工工為477套，一一般化工工為522套。到到20000年石石油化工工已使用用DCSS有7000套。目前，我我國應(yīng)用用大中型型DCSS約20000多套套，其中

51、中90%以上是是引進(jìn)國國外技術(shù)術(shù)或合資資生產(chǎn)的的產(chǎn)品。自行開開發(fā)的中中小型DDCS，已形成成小批量量生產(chǎn)能能力。全國在119966年市場場銷售DDCS約約為155200億人民民幣，其其中國產(chǎn)產(chǎn)DCSS約1000套，約約1億人民民幣。據(jù)報(bào)道，到20005年年，我國國石化系系統(tǒng)有110000多套生生產(chǎn)裝置置需要用用DCSS控制，其中有有1000套主要要裝置采采用先進(jìn)進(jìn)優(yōu)化控控制，一一套先進(jìn)進(jìn)優(yōu)化控控制軟件件價(jià)格約約50萬美美元。電電力系統(tǒng)統(tǒng)每年新新裝10000多多萬KWW發(fā)電機(jī)機(jī)組都需需要DCCS實(shí)現(xiàn)現(xiàn)監(jiān)控。預(yù)計(jì)到220055年，我我國石化化，電力力，化工工，冶金金，市政政等行業(yè)業(yè)業(yè)需DDCS系系

52、統(tǒng)為115000套，約約人民幣幣為300355億元。論文書寫寫格式題目作者單位位郵編摘要關(guān)鍵詞正文參考文獻(xiàn)獻(xiàn)英文(題題目作者者單位摘摘要關(guān)鍵鍵詞)參考文獻(xiàn)獻(xiàn)書寫格格式書作者書名名出版地地出版社社出版年年俞金壽主主編, 工業(yè)過過程先進(jìn)進(jìn)控制北北京中國國石化出出版社,20002期刊作者題目目期刊名名年,卷(期) ：頁碼于靜江,周春暉暉, 過程程控制中中的軟測測量技術(shù)術(shù), 控制制理論與與應(yīng)用, 19996, 133(.22)：137714443. 論論文學(xué)位位作者題目目 碩士(博士) 論文保存存地時間間徐敏, 軟測量量方法和和應(yīng)用研研究. 碩士論論文華東東理工大大學(xué)，上上海，119999會議論文文

53、作者者 題題 目目 見主編編 肖衛(wèi)國. 推斷斷控制在在氯化氫氫合成中中的應(yīng)用用. 見鄔鄔齊斌主主編：工工業(yè)過程程模型化化及控制制，Vool 77化學(xué)工工業(yè)出版版社，119966，3222-3225期刊化工自動動化儀表表 石石油化工工自動化化 自自動化儀儀表 世界儀表表與自動動化 控制工工程 冶金金自動化化計(jì)算機(jī)工工程與應(yīng)應(yīng)用 信息與與控制 控制制理論與與應(yīng)用 控制制與決策策 自自動化學(xué)學(xué)報(bào) 儀器器儀表學(xué)學(xué)報(bào) IEEEE Trranssacttionns oon AAutoomattic ConntroolIEEEE Trranssacttionnsonn Innstrrumeentaatioo

54、n & MeeasuuremmenttIEEEE Trranssacttionnsonn Knnowlledgge & EnnginneerringgPattternn Reecoggnittionn Coontrrol EnggineeeriingAutoomattic IInteernaatooon JJourrnall off CoontrrolJourrnall off PrroceessCConttroll ISSA TraansaactiionssNeurral CCompputaatioon Neeuraal NNetwworkksCompputeers & CChemmicaa

55、l EEngiineeerinng Hyddroccarbbon prroceessiing Chemmicaal EEngiineeerinng SScieenceeChemmicaal EEngiineeerinng CCommmuniicattionnsChemmicaal EEngiineeerinng RReseearcch& Dessignn AICChE JouurnaalInduustrriall& CChemmisttry Enggineeeriing RessearrchChemmicaal EEngiineeerinng Proocesss參考文獻(xiàn)獻(xiàn)俞金壽工工業(yè)過程程先進(jìn)

56、控控制系統(tǒng)統(tǒng), 煉油油化工自自動化,19994(22):446-552俞金壽，先進(jìn)控控制系統(tǒng)統(tǒng)，化學(xué)學(xué)世界，20000,441,增增刊:225-330俞金壽主主編, 新型控控制系統(tǒng)統(tǒng), 北京京化工出出版社,19990俞金壽主主編, 工業(yè)過過程先進(jìn)進(jìn)控制北北京中國國石化出出版社,20002蔣慰孫,俞金壽壽, 過程程控制工工程北京京中國石石化出版版社二版版 19999邵惠鶴, 工業(yè)業(yè)過程高高級控制制, 上海海交通大大學(xué)出版版社, 19997蔣慰孫, 過程程與控制制, 北京京化工出出版社,19990王驥程,祝和云云, 化工工過程控控制工程程, 北京京化工出出版社二二版 119911 金以慧, 過程程

57、控制北北京清華華大學(xué)出出版社 19993顧中文主主編,高級過過程控制制，杭州州浙江大大學(xué)出版版社 119955陸德民主主編,石油化化工自動動控制手手冊三版版北京化化工出版版社 220000W. .H.RRay,Advvancced Proocesss CConttroll,邵惠惠鶴，俞俞金壽譯譯高級過過程控制制北京烴加加工出版版社 119877劉士榮，俞金壽壽，過程程控制中中的若干干問題研研討，石石油化工工自動化化,19999, (11):55-100Seboorg.D.EE A preespeectiive on advvancced strrateegiees ffor proocesss

58、 cconttroll Moodellingg,Iddenttifiicattionn annd CConttroll,19994,15(3):1799-1889汪仁智，現(xiàn)場總總線技術(shù)術(shù)及其發(fā)發(fā)展綜述述, 世界界儀表與與自動化化20001,55(5):122-188汪仁智，現(xiàn)場總總線技術(shù)術(shù)及其發(fā)發(fā)展綜述述, 世界界儀表與與自動化化20001,55(6):455-499蔣慰孫,俞金壽壽,化工過過程動態(tài)態(tài)數(shù)學(xué)模模型，北北京，化化工出版版社,119844何衍慶.俞金壽壽,一類多多變量控控制系統(tǒng)統(tǒng)的分析析, 華東東理工大大學(xué)學(xué)報(bào)報(bào), 119833,199(4):3117-3321Shinnskyy.F

59、.G, Disstilllattionn Coontrrol forr Prroduuctiivitty aand Eneergyy Coonseervaatioon, McGGraww-Hiill,19777Smitth,OO.J.H. A CConttrolllerr too Ovverccomee Deead Timme, ISAA J,19558(22):228-333王永初，滯后過過程的預(yù)預(yù)估與控控制，北北京機(jī)械械工業(yè)出出版社 19887王同慶，純滯后后過程控控制系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì), 煉油油化工自自動化,19884,(3):13-17何衍慶.俞金壽壽, 純滯滯后對象象的觀測測補(bǔ)償控控制方

60、案案華東化化工學(xué)院院學(xué)報(bào) 19886,222(22):1155-1644田玉楚, 大時時滯工業(yè)業(yè)過程的的雙控制制器結(jié)構(gòu)構(gòu), 自動動化學(xué)報(bào)報(bào),19999,25(6):8244-8227Y.C.Tiaan,FF.Gaao, Douublee-Coontrrolller Schhemee foor SSepaarattingg Looad Rejjecttionn Frrom Sett-Poointt Trrackkinrr ,TTranns IIcheemE 19998,226,PPartt A,Mayy:4445-4450宋云霞，朱學(xué)峰峰，大時時滯過程程控制方方法及應(yīng)應(yīng)用, 化工自自動化及及儀表