660MW超临界机组协调及汽温优化控制策略及应用

针对大唐南京发电厂660MW超临界机组存在负荷调节能力不理想、汽压汽温等关键参数波动大及系统不能很好适应煤种变化等实际问题,通过采用预测控制、神经网络等先进控制技术,提出了解决上述各类问题的协调和汽温优化控制策略,实际应用表明,先进的优化控制系统有效提高了机组负荷的调节性能,有效减小了关键参数的波动,提高了机组的运行稳定性。     

超超临界机组煤质变化自适应协调控制策略的研究

针对超超临界燃煤机组协调控制系统（CCS）的几个关键技术问题进行分析,着重解决机快炉慢及煤质变化对机组响应的问题。打破常规,具体问题具体分析,强调在不同的负荷段,区分升降负荷两种变负荷的情况下,强化变负荷的前馈作用、强调风、水、煤的整体调节作用,加快锅炉的响应能力。在煤质变化的过程中同步修正经验曲线,分工合作强调锅炉主控主汽压力调节器的修正作用,避免因人为因素造成参数整定的不合理导致在高负荷段的主汽压力波动的情况发生。适应中国电网对机组的考核要求,不以牺牲负荷调节幅度、速率及响应时间为代价,确保机组安全的前提下,满足电网的需求。     

200MW燃煤机组协调控制系统的改进和应用

电网对电厂机组协调控制系统（CCS）有更高的要求,提出了CCS的改进措施：在锅炉主蒸汽压力控制回路上增加负荷指令的微分前馈信号,主汽压力变化较大时,通过改变负荷指令平衡压力等。这些措施的实施,改善了协调控制系统的调节品质,提高了系统对外界负荷适应能力,抑制了主蒸汽压力的超调。     

火电机组直接能量平衡DEB控制策略分析及优化

火电机组直接能量平衡是建立在能量平衡概念基础上的一种机、炉协调控制策略。随着电网对机组变负荷性能的要求越来越高,以及锅炉燃用的煤种变化较大、燃煤掺烧等因素,传统DEB控制逐渐暴露出存在的一些不足。介绍了一种DEB控制策略改进方法,采用新的前馈方式和智能变负荷超调,引入燃煤热值系数进行修正,并采用PID变参数控制。现场试验表明,这些措施解决了原先煤量指令落后负荷指令、变负荷超调适应性不足、无法主动响应燃煤品质变化等问题,有效提高了机组整体负荷变化能力。     

超超临界1000MW火电机组锅炉主控逻辑优化思路探讨

某电厂采用以锅炉跟随为基础的协调控制系统,其锅炉主控控制主汽压力在允许范围内运行。但由于锅炉侧的燃烧特性存在较大的延滞惯性,所以优化锅炉主控的控制逻辑,以期与汽机侧的快速负荷响应特性相匹配显得尤为重要。首先分析了某超超临界1000MW火电机组锅炉主控逻辑组态的控制策略及其存在的问题,并根据前馈-反馈控制策略对其原始控制策略加以优化改进。优化环节主要体现在锅炉调节器的主要参数随负荷指令变化量>2MW为界限进行动态调整,以及锅炉调节器的前馈增加了主汽压力设定微分前馈、超压保护前馈及主汽压力偏差绝对值>0.8MPa后持续120s的锅炉前馈。优化锅炉主控应用结果表明:机炉协调性能更加稳定、安全、快速,为机组控制系统优化提供了技术支撑。     

模糊控制技术在电站锅炉汽温调节上的应用

电站锅炉主蒸汽温度控制采用传统的串级调节系统,具有很大的纯滞后,而且干扰因素多,为此,采用模糊控制技术实施主汽温控制.机组自动发电控制(AGC)变负荷试验结果显示,主蒸汽温度的控制结果有较大的改善.     

基于导前微分的锅炉动态加速控制策略研究

为解决超临界燃煤发电机组协调控制方式下锅炉设备动态响应滞后的问题,合理设计并使用锅炉输入变化率(BIR)控制策略。在机组变负荷初期对锅炉各子系统增加适当的提前控制量,全面加快锅炉燃烧动态响应速度,满足锅炉主汽压力和机组负荷的控制要求。基于导前微分的锅炉动态加速控制策略,相比传统的控制策略设计简单,可调参数少。在以每分钟1.5%额定功率的负荷变化率下连续加减负荷,主汽压力偏差不超过±0.5 MPa,主汽温度偏差不超过±6℃。该研究在600 MW、1 000 MW超临界燃煤发电机组的协调系统中有较强的实用性,对工业控制领域中快、慢被控对象协同工作的系统也有一定的借鉴意义。     

火电机组基于区域控制偏差(ACE)模式协调优化

本文针对山西某火电机组在区域控制偏差(ACE)模式下负荷频繁变动造成的自动发电控制(AGC)考核指标差、主蒸汽压力偏差大等实际问题,结合AGC考核指标算法,提出了机组负荷指令超前控制、变负荷速率校正回路、锅炉滑压设定预测控制、锅炉主控前馈自适应控制、一次调频优先控制、汽轮机调阀流量优化等策略,实际应用后大幅度提升了机组AGC考核指标.     

大型火电机组协调系统的双线性自抗扰控制

针对大型火电机组参与电网调峰调频而常处于变负荷工况运行的特点,传统的PID协调控制策略难于满足系统要求,以某600 MW超临界机组为对象,设计了以"炉跟机"为基础的协调系统的双线性自抗扰控制(LADRC)。利用观测器观测的扩张状态补偿系统內外扰动,针对锅炉侧的迟滞对锅炉LADRC增加了前馈补偿;基于Matlab编写LADRC控制算法,借助该机组的全范围仿真机开展变负荷扰动仿真实验。结果表明,该协调系统LADRC对负荷和主汽压力的抗扰控制效果优于PID控制。该算法整定参数少,易于工程应用。     

基于神经网络预测控制的主汽温优化控制

火电厂锅炉主汽温不易直接测量,容易受到外界干扰,主汽温控制过程容易受到电力生产工艺因素的制约,所以采用常规的控制技术难以取得良好的优化控制效果.根据我国火电厂的实际情况,同时结合智能控制的发展现状,将火电厂锅炉主蒸汽温度作为研究对象,提出采用基于神经网络的预测控制策略对锅炉主汽温进行控制.神经网络具有的自适应学习能力能够很好地适应控制环境的变化,可以通过简单的工具自动进行特征提取,产生有用的数据.采用LSTM循环神经网络建立主汽温的预测模型以预测主蒸汽温度的未来输出值,同时进行反馈校正,克服外界因素对系统扰动所造成的预测误差,得到较为精确的主汽温预测值,最后根据二次性能指标建立优化器实现对控制量的滚动优化.     

智能厂房温湿度控制系统

首先分析了厂房温湿度控制与一般建筑物空调系统的区别,指出现在流行的空调控制方法不适合厂房温湿度控制;接着提出一种智能温度控制方法,它不需要确定系统的数学模型,用专控制的方法,在不同控制阶段分别采用开关控制,模糊控制和智能ＰＩＤ控制;最后介绍了实行结果。     

模型跟踪广义预测鲁棒自适应控制器

本文采用滤波CARMA模型,基于内模原理,提出了一种新的广义预测鲁棒自适应控制器,并分析了闭环系统性能,在新的控制器中,引入适当的前馈作用,使得跟踪和调节问题解耦,利用部分状态跟踪、模型参考以及极点配置方法解决跟踪问题,利用多步预测滚动优化方法解决调节问题;适当选择滤波器可以保证对平稳随机扰动有满意的响应,减少可调参数对闭环系统响应的影响,增强系统对未建模动态的鲁棒性,仿真结果表明:该控制器对确定性和非平稳随机扰动具有不变性,对系统时延和阶次变化具有鲁棒性,适用于非最小相位和开环不稳定系统。     

A three-loop model-following control structure: theory and implementation

This article presents a novel three-loop control system, which supplements control structures known from the literature as model following control (MFC). The major advantage of the proposed system is its high robustness to process parameter variations; it is much higher than that offered by single-loop or two-loop control systems. Features of the new structure are revealed by a theoretical analysis that has been carried out from the viewpoint of requirements for a force/pose controller of a Stäubli RX60 manipulator. This article shows how the proposed control structure responds to such strong process parameter variations and makes a comparison to results yielded by single-loop control structures.     

一种专家智能控制器的仿真研究

该文提出一种专家智能控制器（简称为ＥＩ控制器）．该控制器的参数可基于专家知识和过程参数的变化实时进行调整。仿真结果表明对于工业过程中的大纯滞后、非线性、变参数特性能获得较为满意的调节效果。     

Multivariable PID control by decoupling

This paper presents a new methodology to design multivariable proportional-integral-derivative (PID) controllers based on decoupling control. The method is presented for general n × n processes. In the design procedure, an ideal decoupling control with integral action is designed to minimise interactions. It depends on the desired open-loop processes that are specified according to realisability conditions and desired closed-loop performance specifications. These realisability conditions are stated and three common cases to define the open-loop processes are studied and proposed. Then, controller elements are approximated to PID structure. From a practical point of view, the wind-up problem is also considered and a new anti-wind-up scheme for multivariable PID controller is proposed. Comparisons with other works demonstrate the effectiveness of the methodology through the use of several simulation examples and an experimental lab process.     

一种具有非线性观测器的分散式自适应鲁棒机器人控制新方案

本文提出一种新型的分散式自适应鲁棒机器人控制方案。它主要解决以下诸方面的问题:1)减少在线计算量;2)通过设置一个非线性观测器来及时修正模型信息,以适应负载及其他因素变化的需要,进而有效地减少所需控制值(尤其当系统处于平稳工作状态时,效果更加明显),相应地,也就减少了系统工作时的动能损耗。这一点对[1]中提出的机器人分散式变结构控制算法有较大改进;3)对系统的不确定性和扰动作用具有鲁棒性。     

Feedforward output-feedback control for continuous exothermic reactors with isotonic kinetics

The robust feedforward (FF) output-feedback (OF) control problem of (possibly open-loop unstable) continuous exothermic jacketed reactors with isotonic kinetics with respect to reactant concentration is considered. The volume, temperature, and concentration must be regulated by manipulating the feed, exit and coolant flowrates on the basis of volume and temperature measurements. The problem is addressed as an interlaced controller-observer design within a constructive control framework. The result is a quasi linear-decentralized (qLD) FF-OF dynamic controller which: (i) recovers (up to observer convergence) the behavior of a robust nonlinear FF-SF controller, (ii) has closed-loop stability conditions coupled with conventional-like tuning guidelines, and (iii) constitutes an add-on to the PI control scheme commonly employed in industrial reactors. The approach is tested with an open-loop unstable reactor example through simulations.     

六自由度并联机器人分散鲁棒非线性控制

针对六自由度并联机器人动力学特点,提出了一种新型分散鲁棒非线性控制方法.与传统PD控制策略和已有分散鲁棒非线性控制方法相比,由于控制律中增加了广义误差的小数幂项,改进后的方法除保持原方法的优点外,还具有较强的终端收敛能力,能够保证跟踪误差以更快的速度全局一致收敛到一个更小的剩余集.通过选择合适的控制器参数,可使剩余集趋于0.运用Lyapunov方法分析了系统稳定性,给出了系统稳定性条件.最后,仿真结果验证了该方法的有效性.     

Robust containment control in a leader–follower network of uncertain Euler–Lagrange systems

A distributed controller is developed that yields cooperative containment control of a network of autonomous dynamical systems. The networked agents are modeled with uncertain nonlinear Euler–Lagrange dynamics affected by an unknown time‐varying exogenous disturbance. The developed continuous controller is robust to input disturbances and uncertain dynamics such that asymptotic convergence of the follower agents' states to the dynamic convex hull formed by the leaders' time‐varying states is achieved. Simulation results are provided to demonstrate the effectiveness of the developed controller. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

解耦控制的现状及发展

通过对多变量系统解耦设计的必要性分析,介绍了传统解耦、自适应解耦、鲁棒解耦、智能解耦等各种解耦方法,并叙述了各种方法的研究现状和应用情况,同时分析了各种方法局限性。指出解耦控制领域的研究已成为控制理论和控制工程界共同关注的热点。自适应解耦与智能解耦,侧重于控制器的研究,它们更多采用试探、优化方法来设计控制器．理论研究还尚待完善。因此,寻求一种有效的、简单易行的控制方法,即寻求理论与实际结合点,是今后研究的方向。