单元机组负荷系统的多变量模型算法解耦控制

单元机组负荷系统是具有耦合的两输入两输出多变量系统,具有较大的惯性。模型算法控制是基于对象脉冲响应模型的一种预测控制,在惯性迟延对象的控制中有很好的应用。文章首先将系统分解为2个双输入单输出系统,并分别用模型算法控制设计控制器,通过联立求解二元一次矩阵方程组,达到解耦设计的目的。通过300 MW机组负荷系统的仿真,验证了该方法的有效性。     

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。     

多变量系统的广义预测控制解耦设计

针对双输入双输出机炉协调控制系统,首先将系统分解为两个双输入单输出系统,并用广义预测控制原理设计控制器,通过求解二元一次矩阵方程组,实现了多频预测的解耦控制。进行了仿真研究,仿真结果证实了算法的有效性。     

多变量时滞系统的解耦模糊内模控制

针对时滞多变量耦合系统，研究了带有多时滞的多变量稳定过程的解耦内模控制，根据开环系统的时滞给出了一种时滞系统多变量解耦方法，由于理想的多变量时滞系统内模控制器设计复杂，且根据内模控制理论设计的控制器一般是高阶的，因此采用模糊控制方法设计模糊内模控制器。其宗旨是首先根据过程对象的模型，设计多变量时滞解耦的预补偿器，对其进行对角优势化，利用补偿后的主对角元素作为内模控制的预估模型，设计了多通道模糊内模控制器。仿真结果表明，该方法具有很好的解耦能力，鲁棒性强；方法简单，易于实现。具有工程应用价值。     

基于T-S模糊模型的多变量非线性预测控制

针对多变量非线性系统预测控制的实时性问题,提出一种基于T-S模糊模型的预测控制快速算法.通过辨识建立非线性系统的T-S模糊模型,依据系统的运动特性和实际中控制输入增量的变化趋势选取特定基函数,将广义预测控制和预测函数控制相结合设计多变量预测控制律.该算法相比已有基于T-S模糊模型的多变量非线性广义预测控制算法大幅度减少了计算量,显著提高了控制的实时性.仿真结果验证了该算法的有效性.     

多电平Buck变换器的解耦控制与闭环设计

多电平直流变换器利用飞跨电容使得输入电压在串连的各开关管之间均分，以降低开关管的电压应力。但该变换器是一个多输入多输出，强耦合的非线性系统。该文建立了多电平Buck变换器的小信号模型，并采用一种新提出的控制方法将该变换器解耦成多个单输入单输出系统，然后进行控制闭环的设计。论文采用三电平Buck变换器进行了实验验证。实验结果表明，所建立的小信号模型是正确的，基于该模型设计的补偿网络可以使变换器具有较快的动态响应。实验结果也表明输出电压闭环和飞跨电容电压闭环是相互解耦的。     

焙烧烟气负压的多变量解耦控制

阳极焙烧烟气负压是一个多变量耦合的控制对象,为实现其精确控制,依据现场实际测得的负压数据,辨识出烟气负压的控制模型,以此模型为初始预测模型,提出了一种多变量预测函数解耦控制算法,对焙烧9个烟道烟气负压进行多变量预测函数解耦控制仿真和实际应用,并与原有PID控制进行了试验比较,表明这种控制方法的控制精度和鲁棒性优于原有的PID控制方法,具有很好的控制效果。     

多电平直流变换器建模与闭环设计

多电平直流变换器利用飞跨电容使得输入电压在串连的各开关管之间均分，以降低开关管的电压应力。但该变换器是一个多输入多输出，强耦合的非线性系统。本文建立了多电平直流变换器的小信号模型，并利用文献[7]提出的控制方法将该变换器解耦成多个单输入单输出系统，然后进行控制闭环的设计。论文采用三电平直流变换器进行了实验验证。实验结果表明，本文所建立的小信号模型是正确的，基于该模型设计的补偿网络可以使变换器具有较快的动态响应。实验结果也表明输出电压闭环和飞跨电容电压闭环是相互解耦的。     

弱电网下LCL并网逆变器控制设计

当分布式发电(DG)单元与弱电网系统互连时，受电网阻抗摄动的影响，并网后DG单元的性能降低，甚至产生不稳定。基于μ方法设计了并网电流反馈控制器，为了对并网的有功电流分量和无功电流分量解耦，建立多输入多输出系统模型。将低频并网电流dq解耦要求与稳态误差、超调量等指标一起转化为闭环系统控制器设计问题，最后基于μ方法设计一种鲁棒的反馈控制器。仿真结果表明，该控制器保证了系统在弱电网电感摄动时的鲁棒稳定性和鲁棒性能，实现了并网电流的d分量和q分量的解耦。     

电厂除氧器群最优解耦控制系统

本文提出了将解耦指标融合到二次型最优性能指标中,实现最优和解耦双重功能的多变量系统设计方法,导出了多变量离散系统输出对操作变量解耦的最优加解耦控制规律,研制了实现这种控制规律的CAD软件包。电厂除氧器群解耦设计的仿真实例表明,该设计方法的可行性和有效性。     

单元机组负荷系统预测函数控制

将基于FIR模型的预测函数控制算法推广到各通道开环渐进稳定多变量系统,为简单起见,针对2输入2输出系统,给出了采用单基函数(阶跃函数)的控制律解析解.考虑控制变量的幅值和速度约束,并将二者统一为速度约束,在线计算简单.将该算法应用到单元机组负荷控制系统中,仿真结果表明,系统具有良好的控制性能和很强的鲁棒性,尤其是,机组特性的变化几乎没有削弱系统的负荷跟踪性能.     

基于S7-300的两电机系统DRNN神经网络PID控制

针对多输人多输出时变、非线性、耦合的两电机同步系统,文中提出了一种控制系统,其包括：两个DRNN神经网络在线整定参数的智能PID控制器,分别对系统中的速度和张力变量进行控制;神经元解耦补偿器执行对速度和张力两耦合变量的解耦控制。将控制算法编程下载到PLC中,并采用PROFIBUS-DP现场总线实现S7—300PLC和MMV变频器主从站式通讯。实验表明,采用该方法可以实现两电机同步系统中速度和张力的解耦控制,系统对负载的扰动有很强的抑制作用,系统具有良好的动静态性能,可有效跟踪任意给定轨迹。     

A New Design of Wide-Area MIMO Coupling Robust HVDC Supplementary Controller

A new multi-input multi-output (MIMO) robust coordination approach for the controller design of multi-infeed high voltage direct current (HVDC) system is proposed. This design will enhance the damping of certain low frequency oscillation mode. The dominant mode ratio (DMR) is applied to choose the appropriate feedback signals, while time delay of wide-area signals is considered. The Total Least Squares-Estimation on Signal Parameters via Rotational Technique (TLS-ESPRIT) algorithm serves in identifying the MIMO system model. To reach the best control effect and disturbance suppression level, the mixed H₂/H_∞ robust theory with regional poles placement is introduced to design the controller. The new MIMO design approach avoids system decoupling in complex situation, and it uses the interactions of different control loops to enhance the system's stability when most MIMO HVDC controllers are designed by decoupling strategy. Simulation results of a multi-infeed HVDC system validate the control effect and robustness of the proposed method.     

多变量PID型神经元网络控制系统及其在协调控制中的仿真研究

介绍了多变量PID型神经元网络控制系统的网络结构和学习算法,说明了系统参数选取方法,并分析了单元机组协调控制的特点.仿真结果表明,该控制系统对多变量强耦合时变的协调控制对象具有良好的解耦性能和自学习控制特性.     

多变量PID型神经元网络控制系统在再热蒸汽温度控制上的仿真

融合解耦控制理论与神经元网络控制原理,给出了一种多变量的PID型神经网络控制方法。应用所给出的控制算法,对火电厂再热蒸汽温度、低温过热器出口蒸汽温度控制进行了仿真。仿真结果表明,控制算法对再热蒸汽温度控制具有良好的解耦性能和自学习控制特性,当被控对象参数变化时系统具有较强的鲁棒性。     

基于a阶逆系统五自由度无轴承永磁电机解耦控制

文中应用多变量非线性控制a 阶逆系统方法，对新型五自由度无轴承永磁同步电机这一多变量、非线性、强耦合的控制对象进行动态解耦控制研究。介绍了新型五自由度无轴承永磁同步电机结构，阐述了a 阶逆系统方法，分析了三自由度磁轴承的工作原理和二自由度无轴承永磁同步电机径向力产生机理，给出三自由度磁轴承轴向力、径向悬浮力方程和二自由度无轴承永磁同步电机转矩力和径向悬浮力方程，建立了电机的状态方程，分析了基于a 阶逆系统方法解耦控制的可行性，推导出基于a 阶逆系统方法的动态解耦控制算法，并进行了仿真研究。仿真结果表明这种控制策略能够实现五自由度无轴承永磁同步电机转矩力和悬浮力之间的动态解耦控制，系统具有良好的动、静态性能。     

基于自抗扰控制器的两电机变频调速系统最小二乘支持向量机逆控制

针对多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)非线性强耦合的两电机变频调速系统,对其数学模型进行可逆性存在分析,进一步设计最小二乘支持向量机(least squares support vector machines,LSSVM)逆系统,串联于两电机系统之前,组成基于阶逆的伪线性复合系统,实现MIMO系统的线性化与解耦。在此基础上,采用自抗扰控制器(active disturbances rejection control,ADRC)抑制伪线性复合系统中非线性因素的作用,引入扩张状态观测器对不确定性的估计,使之参与LSSVM逆模型的构造。仿真和实验结果表明,新型控制策略可以有效减小负载扰动和LSSVM建模误差的影响,具有良好的解耦控制效果和鲁棒性。     

多变量汽温模糊预测控制

针对火电厂锅炉汽温对象具有大迟延、非线性时变的特性,提出一种基于T-S模糊模型的多输入多输出(MIMO)预测控制策略.将MIMO系统分解为多个多输入单输出(MISO)系统,利用T-S模糊模型描述对象的动态特性,模糊规则将非线性对象划分为多个局部子线性模型,并用加权最小二乘法辨识其参数,然后用预测函数原理设计控制器.为提高预测控制性能,采用多步线性化模型构成多步预报器.仿真结果表明对于MIMO系统的长期预报和控制,多步线性化模型预测控制性能优于单步线性化模型预测控制性能.     

机炉协调系统的动态矩阵控制仿真研究

针对火电单元机组负荷控制系统多变量强耦合的特点,将多变量DMC(动态矩阵控制)策略应用于负荷预测控制系统,对300MW燃煤直流锅炉再热机组固定参数模型和变参数模型分别进行了仿真研究。结果表明,多变量DMC算法内含的解耦机制和优良的控制品质,使得单元机组负荷预测控制系统在不同的负荷下均获得了满意的控制效果,负荷跟踪性能好,鲁棒性强。