第34卷第3期南昌大學學報(理科版)Vol 34 No. 32010年6月Journal of Nanchang University( Natural ScienceJun.2010文章編號:1006-0464(2010)03-0302-05NG氣化儲配站自控系統(tǒng)龍偉,許海東,王強,陶凌(南昌大學信息工程學院,江西南昌330031)摘要:為解決城市供氣不均衡的矛盾,創(chuàng)新的提出了通過LNG儲罐自增壓法對LNG氣化儲配站出口壓力進行調節(jié)的方案。同時針對LNC氣化儲配站出口壓力控制具有大容器大滯后時變易受隨機因素干擾等特點,采用先進的隱式廣義預測自校正算法對LNG出口壓力進行控制通過仿真,表現(xiàn)出良好的跟蹤性能并在實際運行中也取得了滿意的控制效果。關鍵詞:LNG氣化儲配站;隱式廣義預測自校正算法;NG調峰中圖分類號:TP27/3文獻標志碼:A隨著LNG供氣技術的推廣應用,國內一大批預測控制方法在LNG控制系統(tǒng)中的窺用是非常不LNG氣化站(主要是中小型LNG氣化站)迅速建利的。本文介紹一種直接辨識控制律參數(shù)的隱式廣立,這些LNC氣化站有的用于單獨供氣,有的用作義預測自適應控制算法,它利用GPC與DMC控制調峰,有的作為備用氣源。但隨著“西氣東輸”工程律的等價性推求最優(yōu)控制律的參數(shù)。這種算法不的建成和天然氣管網的延伸,出現(xiàn)了一些需要解決需要估計被控對象參數(shù),只是根據(jù)輸入/輸出數(shù)據(jù)直的問題,比如有部分LNG氣化站面臨如何與天然氣接辨識求取最優(yōu)控制規(guī)律中的參數(shù),省掉了求Dio管網銜接的問題,也有部分LNG氣化站因為隨著用 phantine方程所要求的遞推求解和矩陣的求逆計戶用氣需求量的增加需要調節(jié)管口輸出壓力-21。算因此將大大減少所需的在線計算量,這有利于廣以上兩種情況歸結為一條,就是如何解決LNG供氣義預測控制方法在LNG出口壓力控制系統(tǒng)中的應站外輸出口壓力的調節(jié)問題。它已成為擺在燃氣工用-4作者面前的一個新課題。2隱式廣義預測自校正控制算法1自增壓調峰方式的提出2.1控制律的推導針對上述情況,本文提出將LNG儲罐自增壓調設被控對象用 CARIMA模型表述為:節(jié)方法直接應用到LNG出口壓力的調峰上,即應用A(q-)y(x)=B(q1)u(t-1)+,c(q)(t)LNG儲罐自增壓法對LNG出口壓力進行調節(jié)。用儲罐自增壓方式進行LNG出口壓力調節(jié)的控制形式為:以LNG儲配站出口處管道為被控對象,LNG其中,q是后移算子,表示后退一個采樣周期出口壓力為被控量,運用控制算法產生LNG出口壓的相應量4=1-q為差分算子;()是一個不相力的控制量,作用于執(zhí)行機構LNG儲罐自增壓調節(jié)關的隨機序列,表示隨機噪聲的影響A(q"),閥,達到控制LNG出口壓力的目的。B(q)和C(q)為后移算子的多項式。為了突出廣義預測控制作為一種新型的遠程預測控制方方法原理,這里假設C(q”)法集多種算法的優(yōu)點為一體,具有較好的性能受為了利用模型式(1)導出j步之后的輸出y(t+到人們的重視。廣義預測控制基本算法是先辨識對)的預測值首先考慮下述丟番圖( Diophantine))方象模型參數(shù),然后利用 Diophantine方程作中間運程(恒等式)算最后得到控制律參數(shù)由于要做多步預測,就必V凵中國煤化工q)須多次求解 Diophantine 7程因要經過繁瑣的中間式中CNMHG e,19+運算故計算工作量較大占線時間太長。這對廣義·19,Fq)=J。+廠1q”+…+fq。收稿日期:2009-12-11作者簡介:龍偉(1952-),男教授第3期龍偉等:LNG氣化儲配站自控系統(tǒng)303在式(1)兩端乘以EAq以后,可與式(2)得出y=c△U+r(8)(t+j)時刻的輸出量為:式中,y(t +j)=E BAu(t+j-1)+Fy(u)+ES(t+=[y(t+1)…y(t+M2)]注意到E、F的形式,由于在t時刻未來的噪聲△U=[△a(t)…da(t+N2-1)]東(t+i)(i=1,2,…j)都是未知的,所有對y(t+j)∫=[f(t+1)…f(t+N2)]r最合適的預測值可由下式得到y(tǒng), (t+j)=GAu(t+j-1)+Fy((4)其中,記G=EB,這樣,根據(jù)已知的輸人輸出信息,及未來的輸入值,就可以預測對裝置未來的輸8N2-1…gx出,式(4)就是GPC的預測模型。令W=[w(t+1),…,m(t+M2)],則式(5)可在GPC中,t時刻的優(yōu)化性能指標具有以下形表示為式J=(Y-W)r(Y-W)+A△U△UminJ(t)=EI ly(t+j)-w(t+j)]+用Y的最優(yōu)控制Y代替Y,即將(8)代入(9),并式中,E為數(shù)學期望為裝置給的會、()0,得性能指標式(5)最優(yōu)的解為λ(j)[Au(t+j-1)]2△U=(GG+A)G(W-(10)望值N1和N2分別為優(yōu)化時域的始值和終值,為了簡化記即最優(yōu)控制量則可由下式給出u(r)=u(t-1)+g(W-n(11)號,在以下的討論中將假設M=1;N4為控制時域△a(t)=g(W-f在N步后控制量不再變化,A(j)是控制加權系數(shù)式中,g是矩陣(GG+A)G的第一行。為簡化,一般可假設其為常數(shù)A。22矩陣G和向量的求取假定設定值或參考序列w(t+j(=1,2,…)分析式(7)可知,矩陣G中所有元素都在最后是已知的,對于大多數(shù)工業(yè)生產過程的恒值控制一行中出現(xiàn)因此對式(7)最后一行的方程進行辨u(t+j),一般設定為常值認。為了使當前時刻的輸識,即可求得矩陣G。同時根據(jù)GPC與DMC控制規(guī)出y(k)盡可能平穩(wěn)地達到設定值w,通常選用濾波律的等價性,GPC中的∫向量等于DMC中的y向方程。量,通過求y的方法,即可求得向量f在G和∫求得u(k+j)=am(k+j-1)+(1-a)m,(6)后,可利用式(11)計算最優(yōu)控制量。總結隱式廣義預測自校正控制算法實現(xiàn)的步驟j=1,2,…,N2式中0