摘    要：针对炼焦生产过程分层递阶智能集成控制系统，提出一种多层性能评估策略。讨论了由炼焦过程经济性能、焦炉加热燃烧控制系统性能和专家分析模块三部分组成的多层性能评估策略的结构、功能和所用技术；用焦炭产量预测模型、炼焦过程能耗预测模型、基于模型预测控制的性能评估方法以及专家分析方法买现了炼焦生产过程控制系统的多层性能评估。所提出的性能评估策略成功应用于炼焦生产全流程智能集成优化控制仿真实验平台上，取得了明显的应用成效。

关键词：性能评估；经济性能；预测控制

中图分类号：tp 277    文献标识码：a 

    工业过程通常具有较大惯性、强非线性、时变等特性，针对工业过程的控制系统在运行的初期一般具有良好的性能，但是随着时间的推移其性能会逐渐下降。因此需要对控制系统的性能进行连续在线评估，以实现控制系统的性能维护和运行优化。

    自20世纪80年代末hams提出了基于最小方差控制的性能评估方法以来，控制系统性能评估成为控制领域重要的研究领域，出现了多种评估技术。国内的研究主要包括基于人工智能的评估方法、使用过程拓扑技术的控制回路性能评估。基于系统辨识的多变量系统评估、使用扩展区域性能指标评估控制系统等。国内在该领域的研究相对较少，但也提出了利用最小方差基准评价多变量控制系统性能、以及多扰动动态下的pid控制回路性能评价标准等多种技术。

  这些方法能够实现对底层单回路控制系统性能评估，为控制系统的整定和维护提供有效的指导。然而，由于缺乏针对专用控制层运行性能和全局经济性能的工业过程控制性能评估方法，无法满足企业对控制系统综合性能评估的需求。因此建立一种全局的、针对多层次控制系统的性能评估策略，具有重要的意义。

  本文针对多层次厂级控制系统，即分层递阶智能集成控制系统，综合企业经济性能指标、专用控制系统性能指标和专家分析方法，提出一种多层性能评估策略，并通过炼焦生产全流程智能集成优化控制实验平台检验了该评估技术的有效性。

    本文设计一个工业过程多层性能评估方案，它由3个部分组成，分别是经济性能评估模块、专用控制系统性能评估模块和综合决策模块。

    首先，分析厂级控制系统可检测到的与工厂经济效益相关联的变量，将变量分为两类：一类是涉及工厂产出的变量；另一类是涉及工厂消耗的变量。以两者之比作为经济性能指标来衡量企业的经济收益情况；然后，对专用控制系统的性能进行评价，检查系统跟随优化设定值的运行情况；最后，以经济性能指标和专用控制系统运行性能指标为输入，通过综合决策模块，利用一些决策分析方法得出多层厂级控制系统的运行性能。

  该多层性能评估策略评价厂级控制系统的多个层次，从横向反映了厂级控制系统各层的运行性能。同时，通过对多层次指标的融合，从纵向反映了各指标之间的内在联系，从而客观准确地评价出整个控制系统的运行性能。

    炼焦生产过程是一个复杂的物理化学反应过程，实际工艺中涉及多个过程，如配煤过程、焦炉加热燃烧过程、作业与调度等，具有强非线性、大时滞等特点。目前，国内外研究主要是独立地考虑各个过程的控制问题，并且集中在配煤控制、焦炉加热燃烧过程控制和焦炉作业计划这3个方面。由于缺乏全流程的关联设计，过程控制与决策大都停留在单元自动化水平，众多的生产状态信息通常缺乏有效的集成而分散于各局部生产过程，从而影响整个炼焦生产的综合生产目标。

    针对这种情况，针对炼焦过程使用一种基于分层递阶结构的智能集成控制系统。8j，实现对炼焦生产过程的全流程协调控制。该智能集成控制系统包括全局优化层、专用控制层和基础自动化层，其中，专用控制层包括3个子系统分别是配煤优化控制系统、焦炉加热燃烧控制系统和多座焦炉作业与优化调度系统。

    但是，由于专用控制层各系统缺乏定期的维护，其