具有不確定性的聚烯烴牌號切換過(guò)程動(dòng)態(tài)優(yōu)化

第62卷第10期化工學(xué)報Vol. 62 No 102011年10月CIESc JourOctober 2011研究論文具有不確定性的聚烯烴牌號切換過(guò)程動(dòng)態(tài)優(yōu)化張偉杰,梁軍,費正順,葉魯彬(浙江大學(xué)工業(yè)控制研究所,工業(yè)控制技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗室,浙江杭州310027)摘要:聚烯烴生產(chǎn)經(jīng)常需要進(jìn)行牌號切換操作,最優(yōu)牌號切換策略能在保證生產(chǎn)安全的前提下減少切換過(guò)程中的經(jīng)濟損失。由于實(shí)際生產(chǎn)中存在不確定性,基于理論模型的最優(yōu)解無(wú)法保證最優(yōu)的切換結果,甚至使牌號切換失敗。對此,有學(xué)者將最優(yōu)性條件校正策略引入牌號切換問(wèn)題中,在克服不確定性方面體現出較好效果。從最優(yōu)輸入軌跡中提取合理的解模型是校正策略實(shí)施的關(guān)鍵。目前,對于如何提取解模型缺乏系統的理論和公認的方法。本文提出了一種新的解模型提取方法,從校正系統對解模型的要求出發(fā)構造并求解系列子優(yōu)化命題以此為依據對最優(yōu)牌號切換命題重新參數化求解以提取解模型。仿真結果表明,該方法能顯著(zhù)簡(jiǎn)化解模型結構,保證良好的校正性能,實(shí)現牌號在不確定性條件下的順利平穩切換關(guān)鍵詞:動(dòng)態(tài)優(yōu)化;蒹合反應;牌號切換;最優(yōu)性條件校正;解模型DOI:10.3969/j.issn0438-1157.201l.10.01中圖分類(lèi)號:TP277文獻標志碼:A文章編號:0438-1157(2011)10-2797-08Optimal grade transition in polymerization processes under uncertaintyZHANG Weijie, LIANG Jun, FEI Zhengshun, YE Lubin(State Key laboratory of Industrial Control Technology, Institute of Industrial ControlZhejiang University, Hangzhou 310027, Zhejiang, China)Abstract Grade transition is quite common in the polymerization process due to diversified marketdemands. Optimal grade transition could minimize the amount of off-specification polymer and transitiontime while meeting operational and safety requirements. Numerical optimization based on the nominalmodel is typically insufficient due to its uncertainty. a kind of close-loop approach based on tracking thenecessary condition of optimality (NCO-tracking) was used in the polymerization process. The solutionmodel generated from the nominal optimal solution was of great significance in NCO-tracking. This paperpresents a new method for extracting the solution model. In this method the requirements from thedecentralized control scheme was considered by solving a series of small-scale optimization problems. It wasshown that a significantly simplified solution model could be generated and grade transition was successfulin the presence of uncertainty in the forms of model mismatch and process disturbance.Key words: dynamic optimization; polymerization; grade transition; NCO-tracking: solution model2011-01-26收到初稿,2011-07-07收到修改稿。Received date: 2011-01-26聯(lián)系人:梁軍。第一作者:張偉杰(1986-),男,碩士研Corresponding author: Prof LIANG Jun, jliang iipc. zj究生。edu. cn基金項目:國家自然科學(xué)基金項目(60574047);國家高技術(shù)Foundation item: supported by the National Natural Science研究發(fā)展計劃項目(2007AA04Z168,2009AA04Z154)教育部博Foundation ofu:L“ ch Research and士點(diǎn)基金項目(20050335018)DevelopmentYHa中國煤化工2009AAo4Z154),and doctorateCN MHGMinistry of China(20050335018)·2798·化工學(xué)報第62卷引言該流程的機理模型d[h2] Frb[](1)近年來(lái),國內外學(xué)者對聚烯烴樹(shù)脂連續生產(chǎn)過(guò)程中的最優(yōu)牌號切換策略進(jìn)行了深入的研究。v. du-Fs-bC0McAuley等12)針對氣相法線(xiàn)性低密度聚乙烯生產(chǎn)瓦M(jìn)]一kYLM](3)工藝,建立了乙烯聚合反應的動(dòng)力學(xué)模型,最先對牌號切換的最優(yōu)策略進(jìn)行了系統研究。 DealingdY=F-k,LMImMY-kaY-k,LH,JY+等、 Takeda等、 Chatzidoukas等利用kak B[H:JYPOLYRED、 gPROMS和GAMS等動(dòng)態(tài)優(yōu)化軟件k.+,m MY對不同的牌號切換策略進(jìn)行了大量仿真研究工作。dBe= k, [MmmY-o(5)Biegler等6針對大規模高抗沖聚苯乙烯生產(chǎn)過(guò)程P=([M]+[H2]+[)RT的動(dòng)態(tài)最優(yōu)牌號切換問(wèn)題,求解在不同開(kāi)環(huán)不穩定操作點(diǎn)之間的最優(yōu)時(shí)變操作軌跡。費正順等針對bvpCv√P過(guò)渡過(guò)程中狀態(tài)變量劇烈波動(dòng)影響聚合物樹(shù)脂質(zhì)量式中B為反應器內聚合物質(zhì)量,FH為氫氣進(jìn)料的問(wèn)題,研究了帶路徑約束的聚烯烴牌號切換操作流率,VP為反應器頂部泄空閥開(kāi)度,P、T為反應優(yōu)化方法。李文義等對多釜串聯(lián)丙烯連續聚合反器內氣相壓力和溫度,k為反應常數。應牌號切換過(guò)程的建模及優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行了研究。聚乙烯產(chǎn)品的性能通常用熔融指數(MIr,上述研究大多基于聚合反應過(guò)程的數學(xué)模型始 melt index)來(lái)表征,瞬時(shí)熔融指數MI、累積熔終精確的假設。然而在工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中,由于建模融指數M和氫氣、乙烯濃度有如下關(guān)系精確度的限制和過(guò)程擾動(dòng)所帶來(lái)的不確定性,使這k1+k2 LHz假設條件很難成立。針對此類(lèi)問(wèn)題, Bonvin等、 Kadam等0在動(dòng)態(tài)優(yōu)化研究中引人最優(yōu)性dM)-1(M-Mh)(9)條件校正( NcO-tracking)策略,通過(guò)設置閉環(huán)控k,LMJYm(10)制校正回路使最優(yōu)性條件始終得到滿(mǎn)足,以此消除模型失配和過(guò)程擾動(dòng)帶來(lái)的不確定性對牌號切換過(guò)上述模型式(1)~式(10)中的其他符號、各項程的影響。其中,從最優(yōu)解中提取有效的解模型是參數和操作條件參見(jiàn)文獻[l該方法的關(guān)鍵。目前, NCO-tracking類(lèi)方法的主聚乙烯牌號切換過(guò)程優(yōu)化的目的是在保證過(guò)渡要不足是,對于解模型的提取需要人為經(jīng)驗的介過(guò)程結束時(shí)聚合物的熔融指數能夠穩定到目標牌號入,帶有較大的主觀(guān)性,使得解模型結構無(wú)法保證值的同時(shí),使切換過(guò)程損失最少。為此,構造如下校正系統的可實(shí)施性和最佳的校正效果。目標函數形式對此,本文提出了一種新的解模型提取方法,M, (t)-MI在判斷初始最優(yōu)輸入軌跡各參數化區間曲線(xiàn)類(lèi)型的MI (t)-MI基礎上,從最優(yōu)性條件閉環(huán)校正控制系統對解模型(11)的要求出發(fā)構造系列子優(yōu)化命題,為重新求解牌號引人初值為0的變量φ,將積分形式的目標函切換命題獲取解模型提供最優(yōu)的參數化方案,并能數轉化為終值函數形式有效消除參數化求解優(yōu)化命題中廣泛存在的冗余弧do(t)MI. (t)-Mert(t)一M問(wèn)題。該方法無(wú)需人為經(jīng)驗介入,能夠在保持優(yōu)化精度前提下有效簡(jiǎn)化解模型結構,保證后續校正策(12)略的可實(shí)施性目標函數轉化為:J=φ(t)。選取F和V為控制變量,其余固定為常值。最優(yōu)牌號切換命題的提出得到帶有路中國煤化工命題P1采用 Ziegler- Natta催化劑的氣相流化床聚乙HCNMHG烯工藝是典型的聚烯烴生產(chǎn)過(guò)程,文獻[1]給出了st式(1)~式(10),式(12)中第10期張偉杰等:具有不確定性的聚烯烴牌號切換過(guò)程動(dòng)態(tài)優(yōu)化2799FH,m≤FH(t)≤FH,m約束有效,則u'(t)由靈敏度條件式(17)~式VPc≤v(t)≤vr(18)確定。四種最優(yōu)曲線(xiàn)分別記為Umx,U-nPm≤P(t)≤P和U,其中path(·)括號內為相應有Bu.m≤B(t)≤B,m效約束的約束函數。采用控制向量參數化(CVP)MI (t)=MI.等參數化方法求解動(dòng)態(tài)優(yōu)化問(wèn)題時(shí),一般將全部控M,(t1)=M,d(13)制變量在整個(gè)時(shí)間區間內進(jìn)行參數化處理,記n為2基于最優(yōu)性條件的改進(jìn)解模型建立參數化后的弧集合、丌為節點(diǎn)集合、△U7m1動(dòng)態(tài)優(yōu)化問(wèn)題的最優(yōu)性條件Urm;|i=1,…,n,j=1,…,d}為每個(gè)參數化區間內的曲線(xiàn)類(lèi)型集合,其中n和d分別為根據龐特里亞金最小值理論,類(lèi)似P1的動(dòng)態(tài)優(yōu)化問(wèn)題可以轉化為如下形式的哈密頓函數H(t)控制變量數和參數化區間數,Type={max,min,path(·),sens}。定義集合={n,丌優(yōu)化問(wèn)題P2ΔUrw}為基于初始最優(yōu)解的解模型。根據解模min H(t=a'f(r,,t)+(ur)h'(x(t))+型, Srinivasan等12提出了基于最優(yōu)性條件校正的(")h"(u(t))(P2)動(dòng)態(tài)優(yōu)化理論,并對其進(jìn)行了發(fā)展和完善st.x=f(x(n),a(),),x(0)=xo(14)其主要思想是:以解模型中受到不確定性影響的弧a=-ar,(t)=(15)和切換節點(diǎn)作為操縱變量,以相應弧中的最優(yōu)性條件作為被控變量,分別設置控制回路,通過(guò)操縱變)th=0,()nh量的實(shí)時(shí)校正滿(mǎn)足最優(yōu)性條件,消除不確定性對優(yōu)式中x和分別為狀態(tài)變量和協(xié)狀態(tài)變量,u為化結果的影響?？刂谱兞?。記中(·)為P1類(lèi)型優(yōu)化命題的終值目標函數,φ=中+ye為擴展的終值目標函數可以預見(jiàn),若根據參數化精度的要求d取較大值(如d>50),則校正策略中包含的操縱變量h(x(t))和h"(a(t))分別為由狀態(tài)變量引起的路數量十分巨大,為閉環(huán)控制系統的設計和在線(xiàn)實(shí)現徑約束和控制變量上下限約束,≥0,p≥0為帶來(lái)極大困難。同時(shí),過(guò)大的區間數不僅會(huì )加重總對應于兩種約束的拉格朗日乘子,記h=[hh“],體計算負荷,而且帶來(lái)“病態(tài)問(wèn)題”導致頻繁的控=[pp].c(x()為終端約束,0表示對制曲線(xiàn)切換,產(chǎn)生過(guò)程系統運行的穩定性隱患。應于終端約束的拉格朗日乘子。因此,從初始最優(yōu)解中提取合理的解模型是實(shí)動(dòng)態(tài)優(yōu)化問(wèn)題的最優(yōu)解必須滿(mǎn)足最優(yōu)性條件,施在線(xiàn)校正的關(guān)鍵。目前,對于提取解模型仍缺乏包括靈敏度條件系統的理論和公認的方法。 Schlegel等15提出了ah0(17種最優(yōu)曲線(xiàn)結構分析方法,在參數化方法求得初和約束條件(16)。此外,當優(yōu)化問(wèn)題的終止時(shí)間始最優(yōu)解的基礎上,判斷每個(gè)參數化區間的最優(yōu)曲tr不固定時(shí),還需要滿(mǎn)足橫截條件線(xiàn)類(lèi)型,并以此為依據對參數化區間進(jìn)行合并調整,重新求解優(yōu)化命題。該方法作為提取解模型的ate -aIL +H(ip)=(18)一種手段,其二次優(yōu)化時(shí)參數化過(guò)程無(wú)法脫離主觀(guān)其中,ψ=馬+「H(t)d=∮+ve+|[xrf+經(jīng)驗,難以通用化。對此,本文提出了一種新的解模型提取方法,(2)功h2+(")h"]dt為擴展終值目標函數。在判斷各參數化區間曲線(xiàn)類(lèi)型的基礎上,從最優(yōu)性2.2解模型建模的改進(jìn)方法條件校正系統對解模型的要求出發(fā)構造系列子優(yōu)化動(dòng)態(tài)優(yōu)化問(wèn)題的解u(t)由若干段稱(chēng)為弧命題,為二次優(yōu)化提取最優(yōu)解模型提供最優(yōu)參數化(arcs)的曲線(xiàn)組成,一般,u‘(t)包含的弧分為方案,并能有效消除參數化求解優(yōu)化命題中廣泛存四種類(lèi)型:①a'(t)處于其約束上限;②a(t)在的“冗余處于約束下限;③n(t)所在的時(shí)間區間內,某保持優(yōu)化精個(gè)狀態(tài)變量路徑約束有效,則u'(t)由該約束決正策略的可THE該方法于需牛驗知識,能在中國煤化工結構,保證校CNMH下幾個(gè)方面:定;④u'(t)在其可行域內,同時(shí)沒(méi)有狀態(tài)變量①通過(guò)優(yōu)化確定最終的參數化區間,而非人為設2800·化工學(xué)報第62卷定,使數值求解的參數設置有很強的理論依據,減終止節點(diǎn)。目標函數的第二項是為抑制直線(xiàn)數增加少了盲目性,效果也更好;②參數化結果中充分考而設置的懲罰項,p為懲罰因子。求解P3可得到慮了后續校正策略的需求,有利于閉環(huán)控制的實(shí)對最優(yōu)牌號切換問(wèn)題重新參數化求解時(shí),a在T施;③能夠處理廣泛存在的“冗余弧”問(wèn)題。提取區間內的局部參數化方案,即得到局部的解解模型的改進(jìn)算法流程如圖1所示模型。圖1所示算法對文獻[15]的改進(jìn)主要體現在:original solution model 8首先,后者對最終參數化區間的確定是通過(guò)直check all the d intervals obtain K接觀(guān)察初始參數化曲線(xiàn)人為確定的,本文方法通過(guò)transform intervals求解子優(yōu)化命題P3來(lái)得到最優(yōu)的參數化區間分割Tk,t=l, Karc type of u, in Tk stays unchanged方案;其次,后者在最終參數化區間的確定中完全requirementas common type UType,,k不考慮后續校正策略的可實(shí)現性限制,本文方法通of the optimal過(guò)在子優(yōu)化命題P3中加入抑制直線(xiàn)數增加而設置problem P3: fit的懲罰項,限定了解模型中弧數目的最大允許值,Til data points offewest segment三等同于限定了校正策略中控制回路的規模,兼顧了tementthe number of segments在線(xiàn)控制的可實(shí)現性;最后,后者對冗余弧的處理of the Nco-tracking也是通過(guò)直接觀(guān)察初始參數化曲線(xiàn)來(lái)人為確定的,redundant are detection process4, is redundant arc in Tk?本文方法則通過(guò)設置冗余弧識別規則及其診斷、處理機制,自動(dòng)解決冗余弧問(wèn)題,提取解模型。Tk is divided by fadd into two parts3結果及討論ethod in rech are aggregated into T+-ane3.1提取解模型optimization of對優(yōu)化命題P1,采用參數化區間數為60的1,k-=N,k+1CVP方法解得最優(yōu)控制曲線(xiàn)如圖2所示fadd is set as control variable in the判斷各個(gè)參數化區間內最優(yōu)曲線(xiàn)的類(lèi)型,得到re-opuimization problem初始解模型⊙={,π,ΔUrm}。圖2中初始最優(yōu)曲線(xiàn)頻繁跳躍,η中弧的數量較大,導致校正策略re-optimization of the original因包含過(guò)多的控制回路難以實(shí)施,因此必須通過(guò)二final solution model 8圖1改進(jìn)的提取解模型方法流程圖Fig 1 Improved algorithm for extracting solution model上述改進(jìn)算法的核心是子優(yōu)化命題P3的構造,其目標是在T區間內用最少的直線(xiàn)分段擬合離散數據點(diǎn)(t,u(t,)),其中t∈△表示u:在Tk內第r個(gè)時(shí)間節點(diǎn)∑∑(a(4)-an4,-b)2+叫Na(P3)1≤N,≤N≤t,≤t(20)Ts式中N為u在T內擬合所需的直線(xiàn)數,Nm為中國煤化工最大允許的直線(xiàn)數,an、b、、分別表示第CNMHG優(yōu)軌跡n條擬合直線(xiàn)的一次項系數、常數項、起始節點(diǎn)和Fig 2 Optimal input profiles during grade transition第10期張偉杰等:具有不確定性的聚烯烴牌號切換過(guò)程動(dòng)態(tài)優(yōu)化2801·次優(yōu)化簡(jiǎn)化解模型。根據圖1所示的算法,有如下表1二次優(yōu)化前后目標函數值、牌號切換時(shí)間結果:①將時(shí)間域劃分為T(mén)1~T5,其中Urme,l,=和解模型中的弧數目UTp 1.2= Umax, UType. 1. 3 Umns, UTyp I t =Umin,Table 1 Objective function value, transition time, numberUType 1.5 =U ens, UType. 2. 1= Umin, UTpe 2.2= UTp.2.3=of arcs in first optimization and re-optimizationUyt4=Ury2,=UkPP)。②構造子優(yōu)化命題ItemNumber of arcsfirst optimization3.568P3,求解最優(yōu)的分段擬合方法。本例中,校正策3.5789.156略要求每個(gè)類(lèi)型轉換區間最多由2個(gè)控制回路校正其間所有的弧,則取約束(19)中Nmx=2。求解由表1所示,二次優(yōu)化后,目標函數值與初始子優(yōu)化命題,解得二次優(yōu)化時(shí),T~T各階段均優(yōu)化結果相比略微變大,而牌號切換時(shí)間略微縮采用階次為1的基函數參數化,參數化區間數均短,總體而言,二次優(yōu)化對最優(yōu)牌號切換性能指標為1.③經(jīng)判斷T內Fn為冗余弧。將T;拆分成影響極小上述比較結果說(shuō)明,改進(jìn)算法中構造的兩個(gè)階段,分別并人T2和T,拆分的時(shí)間節點(diǎn)子優(yōu)化命題能最大限度地避免重新參數化對數值優(yōu)作為二次優(yōu)化的決策變量。④重新參數化求解優(yōu)化逼近精度的影響。而經(jīng)過(guò)二次優(yōu)化,解模型中的化命題P1,二次優(yōu)化后的最優(yōu)控制曲線(xiàn)如圖3弧數量顯著(zhù)減少,極大簡(jiǎn)化了后續校正策略中控制所示?；芈返囊幠?保證了在線(xiàn)校正的可實(shí)現性。最終得到的最優(yōu)控制曲線(xiàn)和狀態(tài)變量軌跡如圖4所示。0150T26圖3二次優(yōu)化后的控制變量最優(yōu)軌跡Fig. 3 Optimal input profiles (solution of re-optimization)圖4牌號切換過(guò)程最優(yōu)軌跡二次優(yōu)化結束后,時(shí)間區間劃分為T(mén)1~T,其Fig4 Optimal input profiles中U-a.--- desired melt indexType. ltmin 9UType ,, ,=Umin, UType. 2.2=UTrpe, 2.3牌號切換過(guò)程開(kāi)始時(shí),為使MI盡快上升,FH相應時(shí)間節點(diǎn)為兀~n。最處于最大值,M,上升一段時(shí)間并產(chǎn)生一定量的超調終解模型￠={n,π',△Uim},η包含7段弧,后,F切換至下限使M盡快下降以逼近目標牌號π,π’,π2’π}。二次優(yōu)化前后目標函數值值,隨后FH上升并穩定使氫氣乙烯濃度比穩定,實(shí)J、解模型中弧數量、牌號切換時(shí)間(取熔融指數現牌號平穩切換。V在開(kāi)始處于下限,隨切換過(guò)程首次進(jìn)入容許誤差帶的時(shí)間,記為tm,定義進(jìn)行當壓力V凵中國煤化工經(jīng)歷3次數值M≤a+yM,,y=0.025)變換以保持目CNMHG中,反應器內如表1所示。聚合物質(zhì)量B在初始值附近小幅波動(dòng)?！?802化工學(xué)報第62卷3.2最優(yōu)性條件閉環(huán)校正的實(shí)現經(jīng)二次優(yōu)化得到的解模型中,最優(yōu)控制曲線(xiàn)06FH,=U, F04VP2=VP;=VP4=UpPp。對于已經(jīng)取U或Umn的弧段FH,、FH、VP來(lái)說(shuō),無(wú)需再采用0校正手段,因此視為固定。另外,由于本例中優(yōu)化過(guò)程終止時(shí)間固定,故r3=t也作為解模型中的固009定部分。因此,操縱變量設置為可調的FH,、VP、006006vp3、VPA及m、π、m2。被控變量包括P(t)和003Bu(t)的有效路徑約束、MI(t)和M1(t)的終端約束以及靈敏度條件巨,其設定值均為0以保證二二=最優(yōu)性條件成立。由于終止時(shí)間固定,不考慮終端靈敏度條件。。在解模型基礎上得到的最優(yōu)性條件校正控制策略如圖5所示,其中K和K、(a)k?=256000m3(kmohK、Kx,3為相應的PI或PID控制器estimation M/, (o)M(FHmptF;o.ro王0.8rationd process0.12PO A MMl eref Mat)estimatioMIdo003圖5最優(yōu)性條件校正控制示意圖Fig 5 Schemes of nco- tracking based on solution model3.3最優(yōu)性條件閉環(huán)校正結果與分析聚合反應中,反應常數k對乙烯聚合效率及催化劑活性有重大影響:1,本文通過(guò)改變k取值模擬模型參數失配帶來(lái)的過(guò)程不確定性。理論模型b)k=3560m3·(kmol中k值為306000m3·( kmol. h)1,仿真中分別圖6模型參數失配狀態(tài)下采用不同優(yōu)化策略的最優(yōu)軌跡取其值為256000和356000m3·(kmol·h)-1,采Fig. 6 Optimal profiles using different optimization strategies用不同優(yōu)化策略的最優(yōu)軌跡如圖6所示。- without model mismatchusing Nco-tracking圖6所示優(yōu)化結果的終止時(shí)刻累積熔融指數、牌號切換時(shí)間和目標函數值如表2所示。來(lái)的不確定性干擾,熔融指數成功到達目標值,并仿真結果圖6和表2顯示,在模型參數失配造且滿(mǎn)足切換過(guò)程的路徑約束。通過(guò)比較可知,基于成的不確定性影響下,基于理論模型的最優(yōu)解無(wú)滿(mǎn)最優(yōu)性條件校正的最優(yōu)曲線(xiàn)基本接近于基于正確模足牌號切換過(guò)程中的路徑約束和終端約束要求,終型的最優(yōu)曲線(xiàn),但因模型失配的影響,其優(yōu)化結果止時(shí)刻熔融指數值未切換至目標牌號,并且牌號切的目標函數中國煤化工咯差換過(guò)程中壓力超出容許上限Pmx=25。而基于最優(yōu)除模型CNMHG生不確定性性條件實(shí)時(shí)校正的最優(yōu)解能夠有效克服參數失配帶的另一個(gè)主要因素。理論模型中,反應器溫度T保第10期張偉杰等:具有不確定性的聚烯烴牌號切換過(guò)程動(dòng)態(tài)優(yōu)化2803·2模型失配時(shí)采用不同優(yōu)化策略的終止時(shí)刻累積熔融指數、牌號切換時(shí)間及目標函數值Table 2 Final cumulative melt index, transition timeand objective function value under model mismatch02Optimization strategiesMI (tr) tirana J2560009.7503.959(without model mismatch) 356000 0.09 8.941 3 3360152560000.0660.l123560000.119002560000.0910.5154.118NCo-tracking持在360K,而在實(shí)際過(guò)程中,由于進(jìn)料溫度的波動(dòng)極易造成反應器內溫度波動(dòng),從而影響牌號切換過(guò)程的進(jìn)行。本例分別采用斜坡漂移和正弦波形式的溫度波動(dòng)模擬由進(jìn)料溫度波動(dòng)帶來(lái)的過(guò)程擾動(dòng),擾動(dòng)形式如圖7所示,采用不同優(yōu)化策略的最優(yōu)軌18跡如圖8所示。(a)temperature disturbance in forms of drift380h0(a)drift(b)sinusoidal0.10圖7反應器內溫度波動(dòng)90.Fig 7 Temperature disturbance圖8所示優(yōu)化結果的終止時(shí)刻累積熔融指數、15牌號切換時(shí)間和目標函數值如表3所示表3過(guò)程擾動(dòng)時(shí)采用不同優(yōu)化策略的終止時(shí)刻累積熔融指效、牌號切換時(shí)間及目標函數值Table 3 Final cumulative melt index transition time2and objective function value under processOptimizationDisturbanceMI,(tr) fumr(b)temperature disturbance in forms of sinusoidalut Nco tracking0.086圖8過(guò)程擾動(dòng)下不同優(yōu)化策略的最優(yōu)軌跡files using different optimization strategiesNCo-trackingnusoida!0.0910.573.809夠有效克服過(guò)程擾動(dòng)帶來(lái)的不確定性影響,實(shí)現牌如圖8和表3所示,進(jìn)料溫度擾動(dòng)直接作用于號順利、平穩切換。反應器壓力,并影響熔融指數的收斂。在過(guò)程擾動(dòng)影響下,基于理論模型的控制曲線(xiàn)導致反應器壓力4結論隨進(jìn)料溫度波動(dòng)而變化,較大幅度地超出壓力容許從牌號上限,且終止時(shí)刻熔融指數距目標牌號值存在一定件校正的基l。Ll中國煤化工型是最優(yōu)性條CNM解模型提取方偏差。而基于最優(yōu)性條件實(shí)時(shí)校正的最優(yōu)曲線(xiàn)則能法,從校正控制系統對解模型的要求出發(fā)構造系列·2804·化工·學(xué)報第62卷子優(yōu)化命題,為二次優(yōu)化提取解模型提供最優(yōu)參數[]. CIESC Journal(化工學(xué)報),2010,61(4);893-900化方案,并能有效消除冗余弧。仿真結果表明,該[81LWey(李文義), Ren Congjing(任聰靜),WangJingtai(王靖岱). Optimization of grade transition for方法能顯著(zhù)簡(jiǎn)化解模型結構,保證了在線(xiàn)校正的可continuous propylene polymerization process using實(shí)現性?；诮饽Ｐ偷淖顑?yōu)性條件校正策略能有效ontinuous stir reactor in series technology [j]. Journal of消除模型失配和過(guò)程擾動(dòng)帶來(lái)的不確定性,實(shí)現牌Zhejiang University: Engineering Science(浙江大學(xué)學(xué)報工學(xué)版),2010,44(2):326-331號的順利平穩切換。[9] Bonvin D, Bodizs L, Srinivasan B. Optimal grade transitionfor polyethylene reactors via Nco-tracking [J]. ChemicaReferencesEngineering Research Design, 2005,83,692-697[1] McAuley K B, Macgregor J F Optimal grade transitions in[10] Kadam J V, Marquardt W, Srinivasan B, Bonvin D Optimala gas-phase polyethylene reactor [J]. AIChE Journalgrade transition in industrial polymerization processes viNcO tracking []. AIChE Journal, 2007, 53:627-639[2] McAuley K B, Macgregor J F. 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