Model predictive control apparatus and method

G - Physics – 05 – B

Patent

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G05B 13/04 (2006.01)

Patent

CA 2203506

A model predictive control apparatus and method for controlling the operation of a process (34) having a process input signal (Xk) and a process output signal (Yk), which includes determining a predicted process output signal (Yk+n+m+2) at a future steady state condition according to a process model, determing a steady state error signal according to the difference between the predicted process output signal and a desired set point signal (Ysp), and determining a set of future process input change signals (x) requires to correct for the estimated steady state error (e) by providing at least one step response in the process output at a future time. The next net process input change is then applied according to the sum of the currently determined first element of the set of future process input change singals (x) summed with any future process input change signals that were previously calculated for the next process input change signal that is calculated according to this method. The model is expressed in velocity form. Process tuning parameters are available to dampen the net process input change as well as the currently determined first element of the process input change with respect to a process input change signal that is calculated according to the steady state error divided by the steady state process gain.

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de régulation à modèle prédictif destiné à réguler le déroulement d'un processus (34) caractérisé par un signal d'entrée de processus (X¿k?) et un signal de sortie de processus (Y¿k?). Cette régulation consiste d'abord à déterminer une prédiction de signal de sortie de processus (Y¿k+n+m-2?) correspondant à la condition future d'un état stabilisé caractéristique d'un modèle de processus, puis à déterminer un signal d'écart d'état stabilisé caractéristique de la différence entre le signal de sortie de processus issu de la prédiction et un signal ponctuel appartenant à un ensemble souhaité (Y¿sp?). La régulation consiste ensuite à déterminer un ensemble de signaux futurs de modification de l'entrée de processus (x) permettant de corriger l'erreur d'état stabilisé estimé (e) par fourniture d'au moins une réponse d'une opération, cette fourniture intervenant ultérieurement dans la sortie du processus. La régulation consiste enfin à appliquer la modification nette suivante de l'entrée de processus en fonction de la somme du premier élément actuellement déterminé de l'ensemble des signaux futurs de modification d'entrée de processus (x) et de n'importe lequel des signaux futurs de modification d'entrée du processus qui ont été calculés au préalable pour le signal suivant de modification d'entrée de processus que l'on calcule en utilisant ce procédé. Le modèle s'exprime sous forme de vélocité. Des paramètres d'adaptation au processus permettent d'amortir non seulement les modifications nettes d'entrée du processus, mais également le premier élément actuellement déterminé de la modification d'entrée de processus applicable à un signal de modification d'entrée de processus qui est calculé en prenant en compte l'écart d'état stabilisé divisé par le gain de processus à l'état stabilisé.

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