基于Smith预估的模糊自适应主汽温控制系统

针对火电厂主汽温被控对象大滞后、大惯性、模型不确定,采用常规的串级PID控制难以获得良好控制效果的特点。结合模糊理论与Smith预估技术,提出了基于Smith预估的模糊自适应主汽温控制系统,即采用Smith预估内回路广义被控对象,以模糊自适应控制器对预估后的广义被控对象进行控制。该控制系统容易实现,对工况变化具有良好的自适应性。对某主汽温系统5种工况进行仿真,结果表明该控制方案具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。此外,该控制方法在现有的集散控制系统和现场总线控制系统中容易实现,不需要增加硬件投资,具有较高的工程应用价值。     

预测函数控制及其在伺服系统中的仿真研究

根据预测函数控制（PFC）的基本原理和特点，在分析其一般算法的基础上，设计了典型伺服控制系统的预测函数控制器。采用同步齿型带传动的单级倒立摆系统，对该广义被控对象进行线性拟合简化后得到单级倒立摆系统的预测模型，通过PFC与PID串级控制仿真研究，结果表明PFC串级控制能在快速系统中改善系统的跟踪性能，适应快速、高精度受控对象对控制算法的要求；PFC控制系统的动静态品质及在参数时变等情况下的鲁棒性均优于常规PID串级控制，抗干扰能力强，具有较高的工程应用价值。     

专家PID控制在主汽温控制系统中的应用

火电厂主汽温控制系统具有大惯性、大迟延和时变等特性 ,其控制水平的高低直接影响到锅炉的热效率和过热器管道、汽轮机等设备的安全运行 ,将主汽温串级广义被控对象拟合为一阶加纯滞后模型结构后采用将专家控制原理与常规PID控制相结合构成专家PID控制策略。仿真研究表明 ,该方法的控制效果优于常规的PID控制 ,能适应对象参数的变化并表现出良好的控制品质 ,具有较强的鲁棒性和自适应能力     

非自衡系统和不稳定系统的预测函数控制

针对非自衡系统和开环不稳定系统，结合预测函数控制、串级调节和PID控制三者的优点，提出了一种PFC-PID控制策略：内回路采用PID控制使对象稳定且快速消除内扰，外回路采用FPC控制，PFC的强鲁棒性保证了在对象特性变化的情况下仍然获得良好的调节品质。仿真结果显示了该控制策略的有效性。     

基于内模原理电站锅炉汽温控制策略的工程应用

针对电站锅炉汽温被控对象大滞后、大惯性的特点，设计了一种新的基于内模控制原理的过热汽温控制策略。该控制策略已成功应用于徐州电厂6号机组670t／h超高压锅炉，现场调试和机组运行结果表明，这种基于内模控制原理的控制策略具有结构简单、在线调整参数少、可以明显提高控制回路的鲁棒性及抗干扰能力。现场试验结果表明，与传统串级比例-积分-微分（PID）调节方案相比，无论对于稳态过程或动态过程，新控制策略的调节品质均有明显提高。     

基于IGPC的火力发电机组主汽温预测控制策略

针对火力发电机组燃气锅炉主汽温控制系统大惯性、大时滞、扰动大等特点,提出一种基于隐式广义预测控制(implicit generalized predictive control,IGPC)的主汽温预测控制策略。以主汽温为被控量,减温水流量为控制量,设计应用于燃气发电锅炉主汽温控制系统的隐式广义预测控制策略,通过建立主汽温预测模型,使用滚动优化对目标函数进行输出预测,构建最优控制律,并采用反馈校正在线修正预测值。仿真结果表明,与常规的串级比例积分微分(proportional-integral-derivative,PID)控制、动态矩阵控制和Smith预估补偿控制策略相比,在模型适配施加干扰的情况下,所设计的控制策略在67s左右达到设定值,超调量仅为4.28%;在模型失配情况下,施加干扰的调节时间为78.8s,超调量仅为8.66%。工程应用结果表明:主汽温控制偏差在±7℃左右,其稳定性得到了较大的改善,有效满足燃气发电锅炉主汽温控制系统的实际要求,该策略提高了控制系统的鲁棒性。     

主汽温串级控制系统PSO优化方法的工程实践

常用的串级PID主汽温控制策略的控制品质在很大程度上取决于PID参数的整定.为获得最优控制参数,本文结合现场实际,给出了使用粒子群优化算法PSO对串级控制回路中主、副PI控制器同时进行优化的方法,指出了使用该方法时必须注意传递函数的选择、PID正反作用的判断及目标函数的确定3个方面的问题.仿真结果表明,优化后的控制器能有效克服原控制系统中由于参数设置不当导致的调节时间过长和执行机构频繁动作的缺点.实际投运效果也表明了参数优化后的主汽温控制效果取得了明显改善.     

基于Dahlin-Smith预估补偿的常压加热炉温度控制系统

针对含有纯滞后的常压加热炉温度串级控制系统,按照Dahlin算法将副回路设计为一阶加纯滞后环节,提出了带Dahlin-Smith预估补偿的前馈串级控制方案。前馈补偿可有效消除主回路中进料干扰的影响,副回路引入Dahlin-Smith预估器将纯滞后移出副环,主回路再次引入smith预估克服了副回路移到主环的纯滞后的影响。仿真表明该方案比一般的Smith加串级PID控制具有更好的鲁棒性。     

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。     

基于变速积分PID的主蒸汽温度控制系统

主汽温被控对象是一个典型的变时滞、变参数对象,使用普通PID的串级控制系统往往不能获得理想的控制品质,提出了一种使用变速积分PID控制主蒸汽温度的方法,该方法简单可行,参数整定简单、方便。     

改进的预测函数控制算法及其应用研究

针对典型的一阶惯性纯滞后2入2出多变量系统，提出了基于Smith 预估补偿思想的分散解耦、集中控制的预测函数控制设计方法：将系统分解成两个具有可测扰动的单入单出子系统，当扰动通道的纯滞后时间大于控制通道的纯滞后时间时，控制器输出可根据系统输入输出的已知信息求出；当2个子系统的扰动通道纯滞后时间均小于控制通道的滞后时间，可以通过求解二元一次方程组求出，从而实现多变量预测函数控制。通过对一典型工业过程的一阶加纯滞后等价描述对象的仿真研究,证明这种算法不仅可以实现静态完全解耦和无静差跟踪，而且能够获得更好的动态解耦品质；同时在各种模型失配情况下有较强的鲁棒性和抗干扰能力。     

基于前馈补偿解耦的多变量汽温系统预测函数控制

针对过程通道可用一阶加纯滞后模型等价描述的多输入多输出系统，提出了基于前馈补偿解耦设计思想的多变量预测函数控制，首先将系统分解为多个多输入单输出系统，在各系统中分别将其它输入量暂视为一种可测干扰，并用预测函数控制原理设计控制器，通过求解多元一次方程组，实现了多变量系统的预测函数控制设计，采用该方法对国产200MW火电机组带汽一汽换热器的多变量强耦合再热汽温系统进行了控制系统设计和仿真研究，计算机仿真证实了其有效性，达到了动态近似解耦，静态完全解耦和无静差跟踪，各种对象和模型失配情况下的仿真结果显示了该算法较强的鲁棒性和抗干扰能力，因为该方法是基于简化的模型，所推导出的控制算法简单，运算量小，易于工程实现，具有很高的实际应用价值。     

DMC-PID串级控制在火电厂过热汽温控制中的应用研究

根据火电厂过热汽温的动态特性,将先进的预测控制算法和PID控制算法相结合,构成DMC-PID串级控制系统。利用DMC预测控制算法的鲁棒性强及PID控制算法抗干扰性能好的优点,在Matlab平台上进行了仿真,结果表明该控制策略具有明显优于常规PID串级控制的性能。     

模型预测控制在电厂过热汽温系统中的仿真研究

针对火电厂过热汽温的动态特性,在PID串级控制方案中引入模型预测控制结构,副环采用常规PID控制,快速抑制进入系统的干扰,主环采用动态矩阵控制(DMC),抑制对象的大迟滞特性,以获得优良的跟踪性和鲁棒性。这种控制策略综合利用了预测控制的性能优点和串级控制的结构优点,仿真结果表明,该方法比常规PID串级控制更能有效地克服系统时滞、模型失配和干扰等未知影响,并且有较高的控制精度和较强的鲁棒性,可获得满意的控制效果。     

电厂过热汽温系统DMC-PID控制仿真研究

应用DMC-PID串级控制策略对过热汽温系统进行了仿真研究。研究了动态矩阵控制(DMC)的预测模型及其性能指标和控制率,给出了过热汽温系统模型及其DMC-PID控制结构。该控制系统既保留了串级控制能够快速消除二次扰动的优点,且由于引入了DMC控制器,增强了系统的鲁棒性。仿真结果表明,这种汽温控制系统具有较好的控制品质。     

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.     

主蒸汽压力的无模型自适应预测控制

针对火电机组主蒸汽压力被控对象的大惯性、大迟延等特点,采用伪梯度向量的概念,对被控对象进行动态化处理,得到预测模型.提出了1种新型的无模型自适应预测控制(MFAPC)算法,将MFAPC算法用于主蒸汽压力串级控制系统的主调节器中,副调节器采用常规PI控制器.仿真结果表明,MFAPC-PI串级控制系统较常规PID-PI串级控制系统响应速度快、抗干扰性能强,对系统参数时变具有较好的鲁棒性.