[01051692]大型石油化工装置智能建模、控制与优化

该项成果所属学科为“过程控制与智能系统”，先后获得2002年、2005年国家科技进步二等奖2项，省部级科技进步一等奖4项、二等奖4项，上海市专利发明一等奖1项以及2006年中国专利优秀奖。在国际权威杂志Automatica等国内外学术刊物上发表的学术论文中200余篇被SCI/EI/ISTP收录。该项目在国家自然科学基金、973计划、863计划、科技攻关以及产业化等国家重大(点)科技计划专项的支持下，围绕复杂工业生产过程控制和优化中凝炼出的急需解决的关键科学问题，以大型石油化工生产过程为背景，结合控制科学与工程的前沿方向，开展了神经网络的工程应用理论与方法、复杂系统多模式智能建模、智能控制与知识自动获取、智能优化以及系统综合集成等理论、方法与应用研究。 在复杂工业过程智能建模与应用上，将人工智能与化学工程中的“三传一反”融合一体，提出了建立化工生产过程本征与宏观智能反应动力学模型、智能传热与传质模型，以及工业生产过程智能工艺机理模型的理论和方法；有机集成神经网络工程应用理论与方法、化工过程智能工艺机理模型、以及模型在线自校正方法等，提出了建立复杂生产过程重要性能指标的软测量模型及其在线实时自校正的理论与方。在复杂工业过程智能控制与应用上，从解决实际复杂工业过程的实时控制出发，提出了一类非线性智能预测控制技术，利用智能优化算法解决了非线性动态模型的结构确定、参数辨识以及控制器的设计；首次提出了伊藤型随机系统的滑模控制方法、中立型时滞系统的滑模控制方法，给出了保证滑模动态全局随机渐近稳定的充分条件。在复杂工业过程智能优化与应用上，针对并行、全局搜索算法的稳定性与收敛性问题，提出了混沌遗传算法、自适应变异算子设计、优选优生进化算法、智能随机搜索算法等多种改进算法；针对多目标优化问题，提出了基于遗传算法和结合局部混沌搜索的混沌遗传算法。 在上述研究基础上，有效进行系统综合集成与应用，提出了复杂工业过程一体化、开放的、协同互动的控制与优化的整体解决方法和关键技术，并在“十五”国家863和科技攻关计划、中石化“十条龙”重大科技攻关等计划支持下，承担了国家和省、部级项目100余项，科研经费超过3000万元，先后完成了大型合成氨和尿素装置、大型乙烯装置、大型聚酯生产装置、大型炼油生产装置以及大型精对苯二甲酸的建模、控制与优化关键技术开发，并在扬子石化等9家石化企业的12套工业装置上成功应用示范，申报国家发明专利15项，其中授权8项，公开7项，并授权计算机软件著作权6项。该项成果取得了很多创新性显著、填补国内空白、达到国际先进(部分达国际领先)的研究成果，解决了石油化工生产过程中建模、控制和优化的若干瓶颈问题，摆脱了中国石油化工生产过程先进控制与优化技术依赖引进的局面，每年累计为企业创造了2.50亿元利润的直接经济效益，推动了石油化工的科技进步，增加了企业竞争力。