[发明专利]产生针对工业过程的最优控制问题的方法

摘要

本发明简化了将混合逻辑动态(MLD)框架用于工业过程的建模，并且允许自动产生并求解针对所述工业过程的最优控制问题和调度应用。本发明的核心技术方面是将两个任意连接的MLD块自动合并以获得一个组合MLD块。通过重复使用该过程，可根据最简单的MLD构建块产生包含对工业过程的完整描述的任何任意复杂的系统。通过增加MLD块来产生最优控制问题，该MLD块的唯一输出成为该问题的目标函数。在图形环境中，任何特定的工业过程可通过实例化来自基本MLD元素或原子MLD块的库中的块并将它们合适地连接来再现。如果适当的库可用，则此过程将不要求终端用户具有除了构建所提到的图形互连的能力之外的任何专门知识。

主权项

1.一种将两个任意互连的混合逻辑动态(MLD)子系统(S1，S2)合并为一个组合MLD系统(S)的方法，其中：组合MLD系统(S)表示工业过程；每个MLD子系统(S1，S2)表示所述工业过程的子过程；所述MLD子系统(S1，S2)和所述组合MLD系统(S)各包括状态矢量(x1，x2，x)、输入矢量(u1，u2，u)、输出矢量(y1，y2，y)、实辅助变量(z1，z2，z)和布尔辅助变量(δ1，δ2，δ)，并且由状态方程(Eq.1a)、输出方程(Eq.1b)和约束(Eq.1c)描述；所述两个子系统(S1，S2)通过由一个子系统(S1，S2)的相依输出(dy1，dy2)和另一子系统(S2，S1)的相依输入(du2，du1)所形成的相依的对(dy1，du2；dy2，du1)来互连，以及所述子系统(S1，S2)的独立输入(iu1，iu2)和输出(iy1，iy2)不是所述相依的对(dy1，du2；dy2，du1)的一部分，其特征在于：所述组合系统(S)的状态矢量(x)由对应的所述子系统(S1，S2)的状态(x1；x2)构成；所述组合系统(S)的输入和输出矢量(u，y)由对应的所述子系统(S1，S2)的独立输入(iu1，iu2)和输出(iy1，iy2)构成；所述组合系统(S)的辅助变量(z，δ)包括对应的所述子系统(S1，S2)的辅助变量(z1，δ1；z2，δ2)；每个相依的对(dy1，du2；dy2，du1)被替换成所述组合系统(S)的附加辅助实变量和/或布尔变量(z12，z21，δ12，δ21)；每个子系统(S1，S2)的相依输出(dy1，dy2)的输出方程(Eq.1b)被转换为包括所述附加辅助实变量和/或布尔变量(z12，z21，δ12，δ21)的组合系统(S)的附加约束(Eq.1d)。