单元机组协调系统的非线性内模控制

协调系统的性能直接影响单元机组运行的安全性和经济性。为了克服非线性环节以及能量供需之间关联耦合作用对协调系统控制品质的影响，本文将反馈线性化方法与多变量内模控制结构结合，针对一个通用的非线性协调系统模型，设计出非线性内模协调控制器。文中分析了多变量非线性内模控制结构的鲁棒稳定性及动态性能。在不同负荷下的仿真试验表明，所设计的控制系统具有良好的解耦效果和抗干扰能力。     

模糊多模型控制及其对500MW单元机组协调控制系统的仿真研究

为解决火电单元机组协调控制系统的动态非线性和耦合特性，设计了基于T—S模糊模型和动态解耦PID控制器的模糊多模型协调控制系统。首先针对一个500MW单元机组的仿真模型，绘出了其相对非线性测度曲线，并据此得出了单元机组在典型工作点的5个线性化模型；然后对每个线性化模型分别设计了动态解耦PID控制器，并用T—S模糊模型合成出协调控制系统的全局控制器；最后使用Lyapunov稳定性定理及其推论对此协调控制系统的全局稳定性进行了证明。仿真研究证明了控制算法设计的有效性。     

300MW燃煤机组非线性动态模型与非线性控制软件包

本项目针对300MW燃煤机组,研究了建模的理论方法,建立了一套表征机炉局部子系统和设备的动态模型;采用机理分析与实际数据修正相结合的方法建立了300MW燃煤机组的整体动态模型和用于协调控制系统设计的机炉简化模型;建立了用于机组动态特性分析和控制系统研究的专用仿真系统。该系统可方便地与DCS互连,为研究单元机组控制系统提供了先进的手段;针对火电机组的非线性特征,研究了鲁棒控制、模糊多模型控制等单元机组协调控制策略;采用模糊多模型自适应控制方法,建立了不同工作点的多个线性化模型,分别设计了多变量内模控制器。     

300MW燃煤机组非线性动态模型与非线性控制软件包

本项目针对300MW燃煤机组,研究了建模的理论方法,建立了一套表征机炉局部子系统和设备的动态模型;采用机理分析与实际数据修正相结合的方法建立了300MW燃煤机组的整体动态模型和用于协调控制系统设计的机炉简化模型;建立了用于机组动态特性分析和控制系统研究的专用仿真系统。该系统可方便地与DCS互连,为研究单元机组控制系统提供了先进的手段;针对火电机组的非线性特征,研究了鲁棒控制、模糊多模型控制等单元机组协调控制策略;采用模糊多模型自适应控制方法,建立了不同工作点的多个线性化模型,分别设计了多变量内模控制器。     

300MW燃煤机组非线性动态模型与非线性控制软件包

本项目针对300 MW燃煤机组,研究了建模的理论方法,建立了一套表征机炉局部子系统和设备的动态模型;采用机理分析与实际数据修正相结合的方法建立了300 MW燃煤机组的整体动态模型和用于协调控制系统设计的机炉简化模型;建立了用于机组动态特性分析和控制系统研究的专用仿真系统。该系统可方便地与DCS互连,为研究单元机组控制系统提供了先进的手段;针对火电机组的非线性特征,研究了鲁棒控制、模糊多模型控制等单元机组协调控制策略;采用模糊多模型自适应控制方法,建立了不同工作点的多个线性化模型,分别设计了多变量内模控制器。     

300 MW燃煤机组非线性动态模型与非线性控制软件包

本项目针对300MW燃煤机组,研究了建模的理论方法,建立了一套表征机炉局部子系统和设备的动态模型;采用机理分析与实际数据修正相结合的方法建立了300MW燃煤机组的整体动态模型和用于协调控制系统设计的机炉简化模型;建立了用于机组动态特性分析和控制系统研究的专用仿真系统。该系统可方便地与DCS互连,为研究单元机组控制系统提供了先进的手段;针对火电机组的非线性特征,研究了鲁棒控制、模糊多模型控制等单元机组协调控制策略;采用模糊多模型自适应控制方法,建立了不同工作点的多个线性化模型,分别设计了多变量内模控制器。     

基于动态解耦的模糊多模型协调控制系统应用研究

大型火电单元机组的协调控制对象是一个多变量、强耦合的控制对象,针对此对象设计合适的解耦控制器是急需解决的问题。由于非线性系统可以用多个线性模型来逼近,多模型方法被认为是处理非线性系统常用的方法和技术。该文以330MW单元机组为仿真模型,针对协调控制系统的非线性和耦合等特性,首先建立协调控制系统的非线性模型,然后对此模型在3个工况点下进行线性化,设计与之对应的多变量动态解耦控制器,进而用T-S模糊模型合成出模糊多模型全局控制系统。仿真研究结果证明了这种新型协调控制系统的有效性。     

单元机组协调系统的非线性控制研究

回顾和总结单元机组协调控制系统的研究现状，给出可用于协调系统非线性控制研究的3种典型模型，从理论和应用的角度分析已用于协调控制系统研究的几种非线性方法的特点和局限，包括反馈线性化方法、逆系统方法、反步设计方法及多模型方法等，并提出进行非线性协调系统设计需解决的一些关键问题。     

基于模糊多模型330MW单元机组协调控制系统

针对330MW单元机组的仿真模型,绘出了其相对非线性测度曲线,并据此得出了单元机组在多个典型工作点的线性化模型;然后对线性化模型设计动态解耦控制器,并用T-S模糊模型合成出协调控制系统的全局控制器;最后对此协调控制系统的全局稳定性进行了证明。仿真研究证明了控制算法设计的有效性。     

华北电力大学科技成果简介

300 MW燃煤机组非线性动态模型与非线性控制软件包:本项目针对300 MW燃煤机组,研究了建模的理论方法,建立了一套表征机炉局部子系统和设备的动态模型;采用机理分析与实际数据修正相结合的方法建立了300MW燃煤机组的整体动态模型和用于协调控制系统设计的机炉简化模型;建立了用于机组动态特性分析和控制系统研究的专用仿真系统。该系统可方便地与DCS互连,为研究单元机组控制系统提供了先进的手段;针对火电机组的非线性特征,研究了鲁棒控制、模糊多模型控制等单元机组协调控制策略,采用模糊多模型自适应控制方法,建立了不同工作点的多个线性化模型,分别设计了多变量内模控制器。     

机炉协调系统的非线性输出跟踪控制

为了克服非线性环节以及能量供需之间关联耦合作用对协调系统控制品质的影响，提高单元制发电机组的快速负荷响应能力，本文基于非线性稳定逆原理，采用非线性输出跟踪控制结构，针对一个通用的非线性协调系统模型，设计出非线性输出跟踪控制器。该控制器由稳定逆系统及反馈控制器两部分组成，稳定逆系统相当于前馈部分，用于提高系统的响应速度；反馈控制器保证了系统的稳定。在不同负荷下的仿真试验表明，依据非线性输出跟踪控制策略设计出的控制系统具有良好的解耦效果和设定点跟踪能力。     

基于类前馈补偿的模糊PID控制在超超临界单元机组协调控制系统的应用

为了研究超超临界参数下,机组协调控制系统的控制策略。首先对超超临界机组直流锅炉条件下的协调控制系统被控对象的动态特性、影响因素等进行分析。然后根据补偿理论和模糊控制的思想,针对强耦合的多变量协调控制系统,提出了基于类前馈补偿的模糊PID控制算法,其中补偿作用采取类前馈解耦的方法实现。最后,在1 000MW机组协调控制系统线性模型的基础上,进行了MATLAB仿真。结果表明提出的控制算法具有较好的解耦补偿效果,与常规PID控制器相比较,超调量更小,调节时间更短,调节速度更快,具有更好的控制性能。     

TCSC与水轮发电机励磁和水门的多指标非线性协调控制

采用多指标非线性控制设计方法，对TCSC与水轮发电机的励磁和水门进行了协调控制设计。设计过程表明：多指标非线性设计方法能较好地解决多输入多输出高阶非线性控制系统的设计问题，并且对于具有非最小相位环节的水轮发电机非线性控制系统也能有效地解决其设计问题。文中所设计的多指标非线性协调控制律能有效地协调系统各状态量的动、静态性能，既提高了系统的稳定运行能力，改善了系统各状态量的动态响应特性，又能很好地保证机端电压、有功输出和TCSC阻抗这些反应系统输出特性状态量的控制精度。仿真结果表明：TCSC与发电机进行协调控制，有利于提高系统的稳定运行能力，因此，在一次系统电气特性允许的情况下，应考虑将TCSC的安装地点尽量选择在靠近发电厂一侧，以便实施TCSC与发电机的协调控制。     

发电机非线性状态PI励磁汽门协调控制器的研究

针对电力系统的强非线性和不确定性的特点 ,直接对其非线性不确定对象设计了非线性状态PI励磁汽门协调控制器。避免了一般反馈线性化励磁汽门综合控制由于数学模型的误差而影响控制器性能的缺点。所得的控制规律与系统运行点和网络结构完全无关 ,同时控制器本身结构简单 ,仅需发电机局部信息 ,易于在多机系统中实现分散协调控制。仿真计算表明非线性状态PI励磁汽门协调控制器能够有效地提高系统的暂态稳定性。     

协调控制系统神经网络PID优化控制与仿真研究

针对火电单元机组协调控制系统具有多变量、强耦合、非线性及参数时变的特点，将对角递归神经网络与PID控制方法相结合，并利用提出的改进型变尺度混沌优化策略对神经网络的权值参数和PID控制器参数进行整定，从而实现多变量系统的优化控制。此方法不仅保持了传统PID控制器结构简单、算法实用等特点，而且算法稳定性好，寻优效率高，避免了控制器参数陷入局部极小等问题。仿真结果表明，对于100%和70%不同负荷时的工况，即使对象的传递函数发生了较大的改变，系统仍具有响应速度快、鲁棒性好、自适应性好等特点。     

汽轮发电机励磁与汽门协调无源性控制

论文利用协调无源性方法，对汽轮同步发电机系统进行励磁控制和汽门调节，达到功角和输出电压的稳定性．文中采用四阶双输入模型，由backstepping方法得到汽门控制输入，再用协调无源性设计励磁控制部分，使得整个系统达到反馈无源，保证了系统的渐近稳定性。由于在控制器的设计中，未用到任何线性化方法，因而所得控制器充分利用了系统的非线性特性。通过仿真，证实了设计思想的正确性与控制方法的有效性。     

一种新型的多变量模糊控制方法

针对多变量非线性系统,提出了一种新型的可在线连续实现的多变量模糊控制方法,在基于组合变量的模糊控制的基础上,给出的模糊逻辑,在线连续实现模糊控制,有效地改善了系统的动态特性,并以二级倒立摆系统为实际背景,利用所提出的方法进行了倒立摆系统各种运动模态的研究。实验结果证明了该方法的有效性。     

多变量逆系统在协调控制中的应用

采用多变量非线性控制的逆系统理论分析了汽轮发电机组励磁、汽门系统和可控串联补偿(TCSC)系统的可逆性,并运用逆系统方法将这一多变量、非线性、强耦合的复杂被控对象解耦成3个独立的串行输入/串行输出(SISO)线性化积分型子系统,然后基于非线性系统理论设计了综合控制器.仿真结果表明,该控制策略实现了励磁控制、汽门调节和TCSC的动态解耦,应用该方法可显著提高电力系统的暂态稳定性.     

基于扩张状态观测器的电力系统非线性鲁棒协调控制

该文提出了一种基于扩张状态观测器的非线性鲁棒协调控制方法(Extended-State-Observer based Nonlinear Robust Coordinated Control，ENRCC）；将电力系统对象归纳为一类内环为非线性系统、外环为伪线性系统的多输入多输出对象。在此基础上，完整地阐述了ENRCC的控制原理；利用一簇低阶扩张状态观测器对内环非线性系统进行动态反馈线性化和解耦设计，利用线性鲁棒控制方法对已线性化的内环系统和外环伪线性系统进行预期动力学设计，最终可实现观测器 线性化 鲁棒协调控制三者的有机结合。实例仿真结果表明：该控制规律严谨简单，方法原理直观清晰，便于工程应用，具有很强的适应性和鲁棒性，能有效地解决一类不确定 非线性 分散性的电力系统多输入多输出(MIMO)对象的控制问题。