先进控制技术及应用

MPCT（Robust Multivariable Predictive Control Technology）等。

智能预测控制主要形式有：基于神经网络、模糊模型、遗传算法、专家控制等智能技术的预测控制算法，这些算法可以处理非线性、多目标、约束条件等生产边界条件在幅度变化的异常情况，智能预测控制思想主要是用智能方法来处理过程的描述问题，特别是非线性过程取得了一定成果。

由于预测控制对于复杂工业过程的适应性，在国内外许多企业得到广泛应用，取得显著经济效益，它在工业过程中有着广阔的应用前景。

（二）预测控制软件包的发展
目前，国外已经形成许多以预测控制为核心思想的先进控制商品化软件包，成功应用于石油化工中的催化裂化、常减压、连续重整、延迟焦化、加氢裂化等许多重要装置。有关部分国外公司软件产品如表。

随着MPC技术应用不断扩大和深入，QDMC在实际应用发生了新问题，由于系统受外界干扰，可能会造成QP无可行解的情况；系统输入输出可能会失效而丢失，这就产生了自由度可控制结构变化问题；容错能力待提高，需要处理子系统病态问题；控制要求向多样化和复杂化发展，用单目标函数中的权系数来表示所有控制要求是非常困难的。

为了解决无可行解的问题，控制结构能随情况发生变化，能使用于过程动态特性以及更高的品质要求，国外公司技术人员开发第三代MPC，第三代模型预测控制技术主要特点是：处理约束的多变量、多目标、多控制模式和基于模型预测的最优控制器。在国内应用较多有：IDCOM-M、DMC、SMCA等控制软件包。

在第三代模型预测控制技术基础上又出现了第四代模型预测控制技术，特征是：基于Windows的图形用户界面；采用多层优化，以实现不同等级目标控制；采用灵活的优化

6041;法；直接考虑模型不确定性（鲁棒控制设计）；改进的辨识技术等。主要代表产品有DMC-pllus、RMPCT等。

（三）我国预测控制应用
1．国外引进部分先进控制软件包应用
由于先进控制软件包可以为企业带来可观的经济效益，我国已引进IDCOM-M、SMCA、DMCplus等先进控制软件，并已投入使用。另外，Honeywell Profimatics公司已经与中国石化总公司合作，在石化行业推广他们的RMPCT软件，部分已投入使用。

（1）催化裂化装置
国内首先由齐鲁石化公司胜利炼油厂引进美国Setpoint公司的多变量预测控制技术（IDCOM-M）获得成功后，大庆石油化工总厂催化裂化装置、兰州炼油化工总厂催化裂化装置、前郭炼油厂催化裂化装置、抚顺石化公司炼油一厂催化裂化装置、燕山石化公司催化裂化装置、乌鲁木齐石化总厂催化裂化装置、荆门石化总厂催化裂化装置等亦从国外引进与合作开发了先进控制系统。

（2）常减压装置
齐鲁石化公司胜利炼油厂引进Honeywell公司先进控制软件；大庆石油化工总厂在第三套常减压蒸馏装置引进Honeywell公司RMPCT先进控制软件；燕山石化公司常减压装置先进控制；兰炼常减压装置先进控制。

3）连续重整装置
广州石油化工总厂连续重整装置采用美国西雷公司的数据平台ONSPEC、美国Setpoint公司的多变量预估软件SMCA；金陵石化公司炼油厂连续重整和抽提装置上采用Honeywell公司的鲁棒多变量预估控制器RMPCT；镇海炼化股份有限公司炼油厂连续重整装置采用美国Aspen公司DMCplus先进控制软件。

（4）聚丙烯装置
扬子石化公司、上海石化、齐鲁石化公司、燕山石化公司等在聚丙烯装置 实施先进控制技术获得了明显经济效益。

2．国内自行开发部分先进控制软件包应用
我国通过“八五”“九五”国家重点科技攻关等，在先进控制与优化控制方面积累了许多经验，成功应用实例亦不少。部分成果已逐渐形成商品化软件。

福建炼油厂化工有限公司与浙江大学合作开发催化裂化装置先进控制系统；洛阳石油化工总厂与石油大学、洛阳石化公司共同开发催化裂化装置；茂名石化炼油厂与石油大学联合开发催化裂化装置先进控制与实时优化系统；上海交通大学开发研制的多变量约束控制软件包MCC是一个处理约束的多变量、多目标、多控制模式和基于模型预测的最优控制器，已成功应用于石家庄炼油化工股份有限公司催化裂化装置，取得明显经济效益；还有浙江大学开发APC-Hiecon，APC-PFC先进控制软件在国内许多工业装置得到了应等等。

（四）预测控制发展方向
1．自适应MPC：目前亦有自适应MPCSPAN的产品，但实时实现自适应控制存在一定困难，有待进一步研究。
2．鲁棒MPC：只有RMPCT在控制器设计时考虑到模型不确定性，所以设计具有鲁棒稳定性MPC保障的控制器将减少整定与测试时间。
3．非线性MPC：由于不少的生产过程是非线性，开发简单实用的非线性MPC亦是今后的一个发展方向。