摘    要：針對煉焦生產過程分層遞階智能集成控制系統，提出一種多層性能評估策略。討論了由煉焦過程經濟性能、焦爐加熱燃燒控制系統性能和專家分析模塊三部分組成的多層性能評估策略的結構、功能和所用技術；用焦炭產量預測模型、煉焦過程能耗預測模型、基于模型預測控制的性能評估方法以及專家分析方法買現了煉焦生產過程控制系統的多層性能評估。所提出的性能評估策略成功應用于煉焦生產全流程智能集成優化控制仿真實驗平臺上，取得了明顯的應用成效。

關鍵詞：性能評估；經濟性能；預測控制

中圖分類號：tp 277    文獻標識碼：a 

    工業過程通常具有較大慣性、強非線性、時變等特性，針對工業過程的控制系統在運行的初期一般具有良好的性能，但是隨著時間的推移其性能會逐漸下降。因此需要對控制系統的性能進行連續在線評估，以實現控制系統的性能維護和運行優化。

    自20世紀80年代末hams提出了基于最小方差控制的性能評估方法以來，控制系統性能評估成為控制領域重要的研究領域，出現了多種評估技術。國內的研究主要包括基于人工智能的評估方法、使用過程拓撲技術的控制回路性能評估�；�于系統辨識的多變量系統評估、使用擴展區域性能指標評估控制系統等。國內在該領域的研究相對較少，但也提出了利用最小方差基準評價多變量控制系統性能、以及多擾動動態下的pid控制回路性能評價標準等多種技術。

  這些方法能夠實現對底層單回路控制系統性能評估，為控制系統的整定和維護提供有效的指導。然而，由于缺乏針對專用控制層運行性能和全局經濟性能的工業過程控制性能評估方法，無法滿足企業對控制系統綜合性能評估的需求。因此建立一種全局的、針對多層次控制系統的性能評估策略，具有重要的意義。

  本文針對多層次廠級控制系統，即分層遞階智能集成控制系統，綜合企業經濟性能指標、專用控制系統性能指標和專家分析方法，提出一種多層性能評估策略，并通過煉焦生產全流程智能集成優化控制實驗平臺檢驗了該評估技術的有效性。

    本文設計一個工業過程多層性能評估方案，它由3個部分組成，分別是經濟性能評估模塊、專用控制系統性能評估模塊和綜合決策模塊。

    首先，分析廠級控制系統可檢測到的與工廠經濟效益相關聯的變量，將變量分為兩類：一類是涉及工廠產出的變量；另一類是涉及工廠消耗的變量。以兩者之比作為經濟性能指標來衡量企業的經濟收益情況；然后，對專用控制系統的性能進行評價，檢查系統跟隨優化設定值的運行情況；最后，以經濟性能指標和專用控制系統運行性能指標為輸入，通過綜合決策模塊，利用一些決策分析方法得出多層廠級控制系統的運行性能。

  該多層性能評估策略評價廠級控制系統的多個層次，從橫向反映了廠級控制系統各層的運行性能。同時，通過對多層次指標的融合，從縱向反映了各指標之間的內在聯系，從而客觀準確地評價出整個控制系統的運行性能。

    煉焦生產過程是一個復雜的物理化學反應過程，實際工藝中涉及多個過程，如配煤過程、焦爐加熱燃燒過程、作業與調度等，具有強非線性、大時滯等特點。目前，國內外研究主要是獨立地考慮各個過程的控制問題，并且集中在配煤控制、焦爐加熱燃燒過程控制和焦爐作業計劃這3個方面。由于缺乏全流程的關聯設計，過程控制與決策大都停留在單元自動化水平，眾多的生產狀態信息通常缺乏有效的集成而分散于各局部生產過程，從而影響整個煉焦生產的綜合生產目標。

    針對這種情況，針對煉焦過程使用一種基于分層遞階結構的智能集成控制系統。8j，實現對煉焦生產過程的全流程協調控制。該智能集成控制系統包括全局優化層、專用控制層和基礎自動化層，其中，專用控制層包括3個子系統分別是配煤優化控制系統、焦爐加熱燃燒控制系統和多座焦爐作業與優化調度系統。

    但是，由于專用控制層各系統缺乏定期的維護，其