基于动态特性机理分析的锅炉过热汽温自适应模糊控制系统研究

本文在对某超临界600MW直流锅炉高温过热器动态特性进行机理分析的基础上，研究了锅炉主要工况车数（压力P、温度T和流量D）对过热汽温过程动态特性（或模型参数）的影响，提出了一种新颖的自适应模糊汽温控制系统。仿真结果表明，用这种方法建立的汽温控制系统具有较好的控制品质和较强的自适应能力。     

超临界直流锅炉控制系统的特点及控制方案

采用内置式启动控制的600 MW超临界压力螺旋管圈型直流锅炉,其作为被控对象的动态特性及控制系统都较复杂。超临界直流锅炉控制系统与汽包炉的不同在于给水控制系统和主汽温控制系统,在控制系统的设计中,要充分考虑采用前馈、变定值、变增益、变参数的控制方案     

模型随工况大范围变化的过热汽温μ综合

对某超临界600MW直流锅炉高温过热器导前区及惰性区均具有模型摄动的过热汽温μ综合鲁棒控制问题进行了研究.该被控对象在工况大范围变化时,模型(包括时间常数、增益、甚至对象阶次等)有很大的变化.对此提出了μ综合鲁棒PID汽温控制系统设计方法.讨论了该模型摄动不确定性权函数及性能权函数的选择,求解了μ综合鲁棒PI控制器.该控制器的实现,不需要增加现有控制设备额外的开支.仿真结果表明,本文设计的汽温控制系统具有较好的鲁棒性能.     

采用H∞性能指标的锅炉过热汽温鲁棒控制

对某超临界600MW直流锅炉高温过热器导前区及惰性区均具有多模型摄动的过热汽温H^∞鲁棒控制问题进行了研究。该被控对象在工况大范围变化时，模型(包括时间常数、增益、甚至对象阶次等)有很大的变化。对此提出了H^∞鲁棒PID汽温控制系统设计方法。讨论了该模型摄动不确定性权函数及性能权函数的选择，求解了H^∞鲁棒PI控制器。该控制器的实现，不需要增加现有控制设备额外的开支。仿真结果表明，设计的汽温控制系统具有较好的鲁棒性能。     

多模型过热汽温鲁棒控制设计中标称对象和界函数的选取

对某超临界600MW直流锅炉高温过热器导前区及惰性区均具有多模型摄动的过热汽温H∞鲁棒控制问题进行了研究.该被控对象在工况大范围变化时,模型(包时间常数、增益、甚至对象阶次等)有很大的变化.对此采用对比选优法提出了多模型摄动标称对象和界函数的选取方法,并进行了H∞鲁棒PID汽温控制系统设计,求解了H∞鲁棒PI控制器.仿...     

基于自抗扰控制的火电厂主汽温控制系统及其参数整定

自抗扰控制器（ADRC）是通过改进经典比例积分微分（PID）控制的缺陷而形成的新型控制器,性能优良并且算法简单。针对火电厂过热汽温控制系统的大滞后、大惯性以及动态特性随工况变化的不确定性等特点,为了提高控制系统的动态性能和鲁棒性,文中给出了主汽温的自抗扰控制方案,该控制方案不需要精确模型参数而实现干扰补偿。在电厂热工过程控制实时仿真平台STAR-90上,使用集散控制系统自身控制模块实现了自抗扰控制系统的构建,这对于工程实际应用具有重要意义。以某超临界600 MW直流锅炉发电机组仿真机的主汽温为对象,进行ADRC控制下的变工况、10%扰动和快速减负荷（RB）实时仿真试验。结果表明,用ADRC技术建立的过热汽温控制系统与PID控制系统相比,该系统对被控对象特性的不确定性和外部扰动具有较强的适应性和鲁棒性,具有优良的控制性能。     

过热汽温自适应逆控制方案研究

针对火电厂锅炉过热汽温对象,将神经网络辨识技术和自适应逆控制技术相结合,提出了一种过热汽温自适应逆控制方案.该方案首先利用RBF神经网络在线辨识被控对象模型获得其Jacobian信息,在此基础上利用对角回归神经网络(DRNN)在线辨识获得被控对象的逆模型作为控制器,串联在控制对象前面构成自适应逆控制系统.通过对超临界600 MW机组过热汽温对象进行仿真研究表明,该控制方案能很好地适应过热汽温对象特性的变化,并且可以有效克服对象的大惯性和非线性,获得良好的控制品质.     

660MW超临界机组过热汽温控制研究

根据超临界直流炉过热汽温控制的特点,设计基于被控对象特性的汽温控制系统。该系统采用控制中间点焓值调整燃水比和两回路喷水减温调节相结合实现过热汽温的控制。运行结果表明,在稳态和变负荷工况下,该汽温控制系统调节品质优良。     

超超临界机组过热汽温控制系统建模与仿真

根据600MW超超临界机组的SAMA图,以工程分析的方法研究超超临界机组过热汽温控制系统的组成和控制方式.并按实际超超临界机组过热器环节细化之前所建模型的过热器段,同时根据过热汽温控制系统SAMA图设计控制器,分析其内部函数关系,根据其输入输出特性,研究控制系统中各函数块的选取问题,并给出各函数块的具体形式.仿真试验验证了本文在过热汽温控制系统中所采用的求取函数块的方法具有较好的通用性,可适用于超超临界机组其它工况条件下以及其它控制系统中函数块的选取问题.     

外高桥1000MW超超临界机组闭环控制系统设计

外高桥1000MW超超临界机组是被控特性复杂多变且多变量相关的对象,协调控制系统采用负荷指令的静、动态前馈和汽轮机与锅炉间的解耦回路来保证控制品质;由于该机组锅炉为直流炉,燃水比既与负荷控制相关又与汽温控制密不可分,燃烧和给水控制系统采用以负荷指令为基础的比值控制加二者的解耦回路以基本保证燃水比;过热汽温控制采用以焓值调节器的指令修正给水流量指令来精确保证燃水比为主要手段,以喷水减温为辅助手段;Smith预估器被应用于过热、再热器喷水控制回路中,以解决汽温这种大迟延、大惯性对象的控制难题。     

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。     

锅炉过热汽温自适应PI型模糊控制的仿真研究

针对锅炉过热蒸汽温度对象的非线性和不确定性等,设计了PI型模糊串级控制系统,并将该系统应用于某电厂600 MW机组锅炉过热蒸汽温度的控制。在分析模糊控制器相关参数与控制系统品质之间关系的基础上,提出相关参数的在线自校正方法,构造了一种自适应PI型模糊控制器。该控制器能够在线调整其量化因子和比例因子,以适应被控对象动态特性的变化,从而提高模糊控制系统的性能。将自适应PI型模糊控制方法与常规PID控制及PI型模糊控制进行仿真比较,表明采用自适应PI型模糊控制方法建立的过热蒸汽温度控制系统具有较好的控制品质和较强的自适应能力。     

模糊RBF自整定PID控制器在过热汽温控制中应用

过热汽温控制是电厂锅炉控制系统的一个重要环节。针对电厂过热汽温对象具有较大的惯性、时滞、非线性和动态特性随运行工况变化的特点,提出一种模糊径向基函数(RBF)神经网络的自整定PID控制器应用于过热汽温控制中,它结合了传统PID及神经网络和模糊控制的优点,可在线调整得到一组最优的PID控制参数。介绍了所提控制器在超临界机组过热汽温控制中的应用。对负荷为100%、88%、62%、44%的仿真结果表明,所提控制器能获得满意结果,优于PID控制器。     

姚孟电厂1号直流炉控制系统设计及增量式状态控制器的应用

根据直流炉被控对象和姚孟电厂1号300MW本生直流机组设备本身的特点，分别设计了新型的、适用于直流炉的机炉协调控制系统、锅炉给水控制系统和过热器蒸汽温度控制系统。通过对机炉协调、锅炉给水和过热器蒸汽温度等控制方案的特点分析，体现了应用基于增量式状态观测器的状态反馈控制与传统的PID串级调节系统相结合的控制策略的优越性。采用该控制方案，机组在大负荷范围（80MW）和高负荷变化速率（9MW／min）工况下减负荷时，过热器出口汽温变化和机前压力变化等调节品质满足电力系统热工自动化的行业标准，并能很快达到稳定。现场实时控制的应用效果显示了该项技术的先进性和实用性，同时也为超临界机组控制策略和方案的选择提供了参考和借鉴。     

主汽温系统模糊自适应内模控制

基于内模控制理论,针对火电厂主汽温被控对象的大惯性、大迟延、时变、多干扰的特点,设计了内模-比例串级控制系统,并将量子遗传算法应用于滤波器参数的寻优。并在此基础上结合T-S模糊建模和自适应控制技术,提出了模糊自适应内模控制(fuzzy adaptive internal model control,FAIMC)策略。该方案实现简单,对工况变化具有优良的适应性。对某超临界600 MW直流锅炉主汽温系统4种典型工况进行仿真控制,其过渡过程时间短,超调量小,适用于大惯性、大迟延过程的控制,控制效果明显优于串级PID控制。为克服负荷变化对主汽温系统性能的影响,采用模糊自适应内模控制策略分别进行了升降负荷实验。仿真结果表明：提出的控制系统能较好的适应对象动态模型的大幅度变化,保持较优的调节性能。     

模糊自整定PID控制及其在过热汽温系统中的应用

在工业生产过程中,许多被控对象随着运行工况的变化,其对象特性参数或结构将发生很大改变,单一参数的控制器难以获得所需的调节效果。针对这种情况,基于模糊逻辑的智能性和PID控制器的简单实用性,提出了模糊自整定PID控制策略。PID控制器参数的整定被分为粗调和细调2个阶段,粗调阶段基于发电机组负荷进行模糊预整定,基本适应运行工况的大范围变化,细调阶段基于系统的被调性能指标进行再整定,以进一步适应运行工况的小范围变化并克服各种可能的干扰。对具有严重参数不确定性、多扰动以及大迟延的电厂主汽温度被控对象进行了仿真研究。仿真结果表明：所给出的控制策略能较好地适应对象动态模型的大幅度变化,保持较优的鲁棒调节性能。     

基于折息递推最小二乘自适应动态矩阵的过热汽温控制器设计

针对超临界直流锅炉过热汽温对外界扰动响应快，易发生超温或低温现象，提出一种将动态矩阵预测控制与修正的递推最小二乘算法相结合的折息递推最小二乘(DRPLS)自适应动态矩阵控制策略。通过在动态矩阵预测控制中加入DRPLS算法，降低老数据的影响，增强新数据的作用，提高预测性能。通过调节折息因子，可使模型具有更高的灵活性和适应性。将该方法应用于600MW超临界直流锅炉高温过热系统进行仿真研究，结果表明，该控制策略能较好地适应对象的动态特性变化，且控制系统的性能明显优于常规PID控制器。