基于多模型加权调度的锅炉过热汽温广义预测串级控制

针对采用常规串级比例-积分-微分(proportion-integral-derivative, PID)控制器调节锅炉过热汽温系统存在不易整定参数、自适应性不佳的问题,设计一种基于多模型加权调度的锅炉过热汽温广义预测串级控制器。首先,根据典型工况下喷水量扰动时的过热汽温动态特性建立模型子集,采用递推最小二乘法辨识可控自回归积分滑动平均模型参数;其次,根据辨识得到的模型参数求解各子控制器最优输出,采用高斯隶属度函数得出各子控制器输出的加权系数;然后,通过单一工况下考虑减温水调节阀特性的预测控制仿真试验,比较广义预测串级控制器和常规串级PID控制器的鲁棒性;最后,通过变负荷仿真试验及抗干扰测试,验证多模型加权调度广义预测串级控制器对变负荷时模型失配的适应性。试验结果表明,相比常规串级PID控制器,广义预测串级控制器拥有更好的鲁棒性,设定值扰动试验中最大超调量控制在2℃左右。多模型加权调度广义预测串级控制器对模型失配具有良好的适应性,并具有良好的抗干扰性能。     

基于局部神经网络模型的过热汽温多模型预测控制的研究

针对锅炉过热汽温的特点，设计串级过热汽温控制系统。主调节器采用基于局部神经网络模型的多模型预测控制，即由主蒸汽流量确定的不同工作点，用神经网络建立局部动态模型，进而建立一组局部神经网络预测控制器，然后通过加权合成的方式获得最终的控制信号；副调节器采用基于多个简单比例控制器的加权合成比例控制。该控制方案融合了神经网络、多模型控制和预测控制的特点。仿真结果表明，在负荷大范围变化的工况下，控制系统仍保持了良好的控制性能，具有较强的鲁棒性。     

参数及延迟摄动过热汽温系统鲁棒控制器的设计

利用串级控制系统特点,对导前区及惰性区具有多个参数及延迟摄动的锅炉过热汽温鲁棒控制器的设计进行了研究。讨论了权函数的选择,求解了鲁棒PID控制器。仿真结果表明,用本文方法设计的过热汽温控制系统比常规的PID控制具有较好的鲁棒性能。     

过热汽温模糊神经网络预测控制器的设计

针对锅炉过热汽温的特点，设计前馈—反馈串级复合型控制系统。主控制器采用基于神经网络预测模型的模糊神经控制，即该控制器首先是将神经网络与预测控制相结合，采用改进的递阶遗传算法对神经网络的权值和结构同时进行训练，实现了非线性、大时滞系统模型的精确预测；然后将模糊控制与神经网络相结合，实现模糊神经预测控制。副控制器采用二自由度PID控制器。仿真结果表明，该控制显著提高锅炉过热汽温这一非线性、大时滞系统的控制品质，且易于工程实现。     

自抗扰控制在火电厂主蒸汽温度控制中的应用

大型火电厂锅炉主蒸汽温度控制系统,是提高电厂经济效益、保证机组安全运行不可缺少的环节.针对火电厂主蒸汽温度控制系统的大时滞、大惯性以及动态特性随工况变化的不确定性等特点,设计了自抗扰控制器(ADRC)主汽温控制方案.该方案采用导前温度信号作为辅助反馈信号,构成ADRC-PI串级回路控制系统.仿真结果表明:相对于常规的PID-PI串级控制系统,ADRC-PI串级控制系统具有更好的调节品质和更强的抗干扰性.     

一台660MW单元机组主蒸汽温度控制系统的设计与调试

浙江北仑发电厂2号机组的主汽温控制系统在改造前采用了串级PID控制策略,其调节效果不太理想,经常会发生主汽温与其设定值偏差较大、过热器壁温超限等现象,在机组控制系统改造以后,主汽温控制系统采用了基于增量式状态观测器的状态反馈控制与串级PID控制相结合的控制策略,采用基于增量式状态观测器的状态反馈能够预测主汽温变化的趋势,使得控制系统能够及时的进行调节,而采用常规的串级PID控制能够消除主汽温的稳态偏差,对于两侧过热器的热偏差问题,本文基于北仑电厂2号机组过热器的结构特性,加入了偏置发生器及跟踪功能,为运行人员提供了方便,实际运行效果表明,主汽温度的动态特性得了明显改善,过热器壁温得到了很好的控制,取得了较好的控制效果。     

PFC-PID串级控制在主汽温控制系统中的应用研究

针对火电厂主汽温控制系统大惯性，大迟延，慢时变以及扰动因素较多，常规串级PID控制难以取得满意的调节效果的特点，该文介绍并分析了预测函数控制（PFC）的基本原理和特点，给出了一阶加纯滞后系统的预测函数控制的具体算法，并将PFC和PID控制相结合，提出了PFC－PID串级主汽温控制策略，系统的内回路采用PID控制，内回路和主调节区对象构成PFC的广义被控对象，对广义被控对象进行拟合简化得到一阶加纯滞后对象，作为PFC的预测模型，算法简单；预测模型失配时，系统仍具有良好的控制品质，易于工程实现，具有较高实际应用价值，大量的仿真实验表明，采用PFC－PID串级控制策略的主汽温控制系统的动态品质明显优于采用PID串级控制策略的系统，具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。     

内模自适应PSD控制器在主汽温控制中的应用

针对火电厂主汽温对象大迟延、不确定性的特点，结合内模控制器设计了基于自适应PSD控制器的控制系统。通过仿真验证并与常规串级PID控制系统进行比较，表明自适应PSD控制系统具有更好的控制效果。     

主汽温系统模糊自适应预测函数控制

提出了基于有限脉冲响应(FIR)模型的预测函数控制(PFC)算法,给出了采用1个基函数(阶跃函数)和2个基函数(阶跃函数、斜坡函数)的控制律的解析解,分析了闭环系统稳态特性,结果表明,系统对于设定值变化和输出扰动均无余差。结合该算法、T-S模糊建模和自适应控制技术,提出了模糊自适应预测函数控制(FAPFC)策略,该方法实现简单,对工况变化具有优良的适应性。针对某超临界600MW直流锅炉主汽温对象,设计预测函数-比例(PFC-P)串级控制系统,经4种典型工况下的阶跃响应试验表明,采用PFC-P串级控制策略的主汽温系统具有良好的动态性能,明显优于采用PID-P串级控制策略的主汽温系统;为了克服负荷变化对主汽温系统性能的影响,采用了FAPFC策略,仿真结果表明,系统具有良好的负荷适应性,负荷大范围升降时,主汽温度变化能维持在5℃以内,而且控制量变化平稳,具有较高的工程实用价值。     

基于Smith预估的模糊/PID串级主汽温控制系统仿真

针对火电厂主汽温控制对象特点,提出一种带Smith预估的模糊/PID复合串级控制系统。该系统的主控制器采用模糊/PID并联控制器,其中常规模糊控制模块中加入了自适应环节,主环中还采用增益自适应Smith预估控制器,以提高系统适应工况变化能力。Matlab仿真结果表明,新的串级控制系统对模型的不确定性和外扰均有较强的适应性和鲁棒性,其控制品质远优于常规的串级控制系统。     

智能PID控制器及其在锅炉过热汽温自适应控制中的仿真研究

提出了一种新型智能PID控制器，并在电厂主汽温串级控制系统中进行仿真研究。智能PID控制器由模糊PD控制器和自调节积分环节并联组成，其特点是：模糊控制器的规则库由自适应神经元在线调节，积分器的增益由模糊推理机在线整定。因而该控制系统是无模型控制系统，无须被控对象的精确数学模型，系统可以实现参数的自整定，具有很强的自学习能力。对某超临界600MW直流锅炉主汽温控制的仿真结果表明，这种控制器可以实现多个工况点的控制，具有很强的自适应能力，并且在大范围的负荷变化和时变控制系统中仍具有稳定的控制效果、较强的鲁棒性和较好的抗扰动性能。     

电厂主汽温串级控制系统的PID控制器算法改进

针对火电厂主汽温控制系统常规固定参数PID串级控制性能欠佳的问题,提出一种改进算法整定PID参数。先用RBF网络在线辨识温度采样离散信息,得到控制器所需的Jacobian信息,然后用Levenberg-Marquardt算法代替传统的梯度法整定PID参数,得到改进的PID算法。通过对电厂主汽温串级系统仿真分析,验证了算法的快速性、抗扰性、鲁棒性。     

基于串级PID的过热汽温多模型切换控制

提出了一种易于工程实现的过热汽温先进控制策略。在常规串级PID控制的基础上,设计了多模型切换控制方案,有效避免了单一控制模式不能适应系统工况变化的问题,另外,主调PID控制器的参数通过内模原理整定,较好地保留了内模控制器的特点,能够有效克服过热汽温对象的大迟延特性。所设计的控制系统已经成功应用于某电厂300MW机组,从投运效果看,当机组负荷大范围变化时,过热汽温仍能维持在正常范围内,保证了机组的安全经济运行。     

基于模糊自适应内模控制的主蒸汽温度控制系统研究

采用一阶时滞模型作为主蒸汽温度广义被控对象模型,设计基于模糊自适应内模控制的主蒸汽温度控制系统。在不同典型工况辨识得到不同对象模型参数,根据模型参数和模糊自适应规则自动整定控制器参数。对所设计的控制系统进行仿真和实际应用。结果表明,在外部扰动或模型不能准确匹配及不同工况运行时,此控制策略较传统串级PID控制和Smith预估控制具有更好的控制品质。     

一种智能控制方法在电厂主汽温控制中的应用

在电厂中，必须严格控制过热器出口蒸汽温度，使它不超过规定的范围，蒸汽温度过高或过低，都将给安全生产带来不利影响。针对电厂主汽温被控对象的大迟延、模型不确定性，设计了一种带自调整因子的模糊控制器，并和PID控制器相结合，构成了一种模糊-PID复合主汽温控制系统，系统结构为串级控制，充分利用了模糊控制的动态特性好和PID调节能消除静态偏差的特性。仿真结果表明，所设计的系统在控制品质、鲁棒性方面优于常规PID控制系统。     

基于混沌遗传算法的主汽温系统RBF-PID控制

针对火电厂主汽温控制系统具有大惯性、大迟延等特性,提出一种基于混沌遗传算法的径向基函数神经网络整定PID参数的控制策略。利用遗传算法优化神经网络权系数,同时利用混沌优化方法的局部快速搜索能力,实现全局最优化。该控制策略不仅具有常规PID串级控制的特性,而且具有智能控制器的自学习能力,增强了系统对不确定因素的适应性。仿真研究结果表明,这种方法具有全局优化的能力,对PID控制的参数优化设计是成功和有效的,系统动态品质明显优于通常的PID串级控制,系统控制性能得到了较大提高。     

基于Laguerre模型的过热汽温自适应预测PI控制系统

针对火电厂锅炉过热汽温控制的特点,设计1种基于Laguerre模型的自适应预测PI控制器。该预测控制器采用对时延具有良好逼近能力的正交Laguerre函数模型作为预测模型,利用带遗忘因子的最小二乘法在线辨识Laguerre预测模型的系数,以提高系统适应工况变化的能力;滚动优化指标采用比例积分型结构,以提高系统的快速性和鲁棒性。通过对具有严重参数不确定性、扰动以及大迟滞的电厂过热汽温被控对象进行仿真研究,结果表明该方法能够很好地适应对象特性的变化,且控制系统的性能比常规串级控制系统有较大提高。     

一种Fuzzy-PID复合控制器在过热汽温控制中的仿真研究

在电厂中，必须严格控制过热器出口蒸汽温度，蒸汽温度过高或过低，都将给安全生产带来不利影响。针对过热汽温被控对象的特点，充分利用模糊控制的动态特性好和PID调节能消除静态偏差的特性，设计了一种带自调整因子的模糊控制器，研究了Fuzzy-PID复合串级控制在电厂过热汽温控制系统中的应用。仿真结果表明，Fuzzy-PID复合串级控制系统具有更好的抗干扰能力和适应性。