Разработали лабораторную СУУТП (APC). Систему усовершенствованного управления технологическим процессом.

Для прототипа выбрали простейшую установку из 2 нагревателей и 2 контрольных датчиков температуры. Изменяешь мощность нагревателей - изменяются показатели датчиков. При этом каждый датчик греют оба нагревателя, ближайший сильнее, дальний - слабее. Простая, но многопараметрическая система.

Решили 2 задачи управления:
1⃣ Поддерживать заданную температуру на каждом датчике.
2⃣ Поддерживать температуру в заданных диапазонах энергоэффективно.

Для решения использовали динамические матрицы (DMC). Метод работает в 2 шага:
1⃣ Идентификация модели
Модель должна предсказывать температуру по серии прошлых наблюдений за датчиками и параметрами нагревателей.

Коэффициенты модели подбираются на основе степ-теста - сбор реальных данных в разных условиях: по очереди и вместе включаем и выключаем нагреватели на разную мощность. Затем загружаем обновленные данные, например, если нагреватель запылился - получаем обновленную модель, это и есть идентификация модели.

2⃣ Оптимизация
Подбор мощностей нагревателей с помощью идентифицированной модели, учитывая ограничения: нельзя выкрутить нагреватель больше, чем на 100%, или, нельзя каждую секунду нагрев менять от нуля до 100%. Для каждой задачи (выше) цели свои: по близости температуры к требуемой, по диапазону температур и стоимости. Так что солвер свой для каждой задачи.

На картинке в нижней части вы видите, как мы подаем мощность на нагреватели, а выше - как температура приближается к заданной. Режим АВТОМАТ, закрытый контур! Хотя и виртуальный.

Пока используем линейную прогнозную модель и простые целевые функции, эти солверы известны и работают быстро.

Что дальше: нелинейные модели, обобщение на любое количество переменных и задачи реальных производственных установок.