核电站蒸汽发生器水位的自抗扰多模型控制方法研究

针对核电站蒸汽发生器水位控制的非线性分布特点,在自抗扰控制技术的基础上结合多模型控制提出了蒸汽发生器水位系统新的控制方案.在该控制方案中,对蒸汽发生器设计了多模型控制系统,并针对各个模型分别设计了不同负荷下的自抗扰控制器,可以对扩张状态进行在线实时估计,因此设计的扰动补偿不依赖于模型便能够达到快速消去扰动的效果.将该方法用于蒸汽发生器水位控制系统进行仿真研究,结果表明：该控制方案实现了对蒸汽发生器水位良好的动态控制,具有较强的鲁棒性和抗干扰能力,且算法简单,便于调试.     

基于线性自抗扰的余热锅炉汽包水位控制

余热锅炉汽包水位控制是燃机废热利用项目中的难点,为此基于现有的串级PID控制方式和线性自抗扰的控制思想,提出一种新的水位控制方法。该方法以给水流量公式估计控制增益,以线性扩张观测器估计系统状态,并带有抗执行器饱和的措施。通过分析系统的稳定性条件,证明了该方法可使水位误差收敛至零。仿真结果表明,该方法调节时间短,抗干扰能力强,效果优于传统的串级PID控制,具有良好的应用前景。     

核电蒸汽发生器水位的二自由度内模控制

为了在全工况范围内确保核电蒸汽发生器水位的控制品质,提出了一种二自由度内模控制结构.考虑到蒸汽质量流量波动对水位的显著影响,将前馈环节加入到该控制结构中,以提高系统的抗扰动能力;利用增益调度方法对5个典型工况点的前馈和反馈控制器进行整合,使系统实现良好的全局控制效果.在对控制系统性能进行理论分析的基础上给出了控制器参数的整定准则.仿真结果表明:该方法能够确保系统在各负荷段均具有良好的控制品质,且其整体性能优于自适应神经网络控制(ACNFC)及自整定PID控制.     

自抗扰控制器串级三冲量汽包水位控制系统

针对锅炉汽包水位控制的特点,提出了基于自抗扰控制器的汽包水位系统,该控制系统采用三冲量串级加前馈控制,其中串级的内环采用PID控制,而外环则采用带前馈补偿的自抗扰控制器,自抗扰控制器由跟踪微分器、扩张状态观测器及非线性状态误差反馈控制律3个环节组成.仿真结果表明,提出的控制方案同常规PID控制方案相比,具有更好的控制品质和更强的鲁棒性.     

基于自抗扰的微电网下垂控制

摘要： 针对由分布式能源发电组成的微电网中进行负荷投切、分布式电源的波动性、电力电子器件参数变化等引起的谐波问题,提出一种基于自抗扰控制器的抗扰控制策略。通过将自抗扰控制器与微电网的下垂控制相结合,由内扰和外扰引起的输出电压波动,通过前馈补偿消除干扰,提高电能质量。仿真结果表明,当负荷变化时,直流侧电源突加扰动时,该控制策略具有较好的抗扰性能和鲁棒性。     

基于神经网络的最优带宽风电并网自抗扰控制

为了提高风能转换系统在故障穿越期间直流母线电压的暂态特性,解决线性自抗扰控制（LADRC）中固定的带宽带来的观测器响应速度和系统抗干扰性之间的矛盾,在线性自抗扰控制（LADRC）的基础上提出一种基于神经网络的最优带宽线性自抗扰控制（LADRC-OB）策略。首先分析带宽对系统性能的影响,然后根据系统已知模型设计LADRC控制器,并利用BP神经网络算法通过直流母线电压的参考值与实际值之间的偏差调整网络的输出。而神经网络的输出为LADRC的2个重要参数——观测器带宽ω₀和控制器带宽ω_c,这可解决LADRC的参数整定问题。最后,将LADRC-OB应用于1.5 MW的风能转换系统仿真模型中,并与采用双闭环PI时的控制效果进行对比,验证LADRC-OB具有更好的控制特性。此外,还对LADRC-OB的稳定性进行分析。     

SCR脱硝系统的改进线性自抗扰优化控制研究

针对SCR脱硝系统大惯性、大迟延、多扰动问题,提出一种模型辅助迟延线性自抗扰控制(MDLADRC)。首先,利用模型信息,将高阶纯迟延系统补偿为一阶惯性环节;然后,根据闭环系统二自由度表达式,推导最优参数量化公式,简化参数调节,并通过参数遍历实验验证控制器参数与响应指标的关系;最后,将MDLADRC应用于选择性催化还原(SCR)脱硝控制系统,并与多种控制器性能进行比较。结果表明：对于SCR脱硝系统这类高阶大惯性大迟延系统,MDLADRC的定值跟随以及抗干扰能力更优;蒙特卡洛实验和多工况实验进一步说明MDLADRC的鲁棒性较优;此外,MDLADRC参数调节简单,更适用于工程实际。     

计及变流器影响的直驱式永磁同步发电机二阶自抗扰控制

研究基于新型自抗扰技术的直驱式永磁同步发电机电气控制系统。考虑变流器对控制系统输出电压的影响,建立发电机组的数学模型,以此为基础设计二阶自抗扰控制器,对设计的扩张状态观测器和控制器的收敛性进行分析并给出控制参数配置方法。通过仿真对所提控制系统的可行性及控制性能进行定量分析,结果表明,该控制系统能够快速稳定的控制发电机组的运行过程,且相比传统的矢量控制及一阶自抗扰控制具有更好的动态性能及鲁棒性能。     

自抗扰控制器在工业微电网的应用

通过对一个水处理站的负荷进行分析,根据具体数据对该负荷建立了函数模型;在供电微电网控制策略中,加入了典型的二阶自抗扰动控制器,建立了含自抗扰干扰控制器的微电网模型;利用Matlab/Simulink软件对系统进行了仿真研究,结果表明微电网的控制策略中加入自抗扰控制器结构,有利于抑制微网所带负载和并网过程中的冲击电流等干扰,为微电网的稳定运行提供保障。     

超临界机组燃烧系统的自抗扰控制

主要研究新型实用非线田灌溉自抗扰控制技术(ADRC)在火电厂燃烧控制系统中的应用.针对火电厂燃烧控制系统的大滞后、大惯性以及动态特性随工况变化的不确定性等特点.提出了自抗扰燃料量控制方案.采用600 MW超临界燃煤机组的燃烧控制系统为被控对象,在电厂热工过程控制实时仿真平台STAR-90上建立模块化的控制器.分别进行了降负荷、加10%扰动和RB试验.试验结果表明,用ADRC技术建立的燃料量控制系统与PID控制系统相比.ADRC控制系统具有更好的控制品质和抗干扰性.     

基于改进型GA优化FNNC的SG水位控制系统仿真研究

蒸汽发生器水位直接影响到整个核电站的安全及稳定运行,但蒸汽发生器本身由于所具有的高度复杂性、非线性性、时变性等特性,导致传统的串级PID控制等方法难以取得好的控制效果.本研究在串级控制的基础上,采用模糊神经网络来对蒸汽发生器水位进行控制,该控制算法能够充分发挥模糊控制及神经网络的优点.另外,为了减小模糊神经网络参数初值的选择对控制器的性能影响,将一种改进型遗传算法用于模糊神经网络控制器的参数优化.仿真结果表明,设计的控制方法无论是抗干扰能力还是在鲁棒性方面与传统的串级PID控制及常规的模糊神经网络控制相比较都有了很大的提高.     

基于DRNN网络的强排式燃气热水器自整定PID控制

强排式燃气热水器是一个耦合的两输入两输出系统,随机负荷的变化又表现出参数快时变的特性。固定参数PID控制难以适应此系统控制要求,因此,提出一种基于回归神经网络(DRNN)的两输入两输出PID控制器结构,给出了DRNN神经网络参数学习算法和PID控制器参数自整定算法。计算机仿真结果验证了该控制策略可行性,这为以后进一步研究奠定了基础。     

循环流化床垃圾焚烧炉汽包水位的自调整模糊控制

针对垃圾焚烧炉热负荷波动频繁、给水调节阀调节精度较低的现状,采用自调整模糊控制策略,实现了汽包水位在±10mm范围内的自动控制,符合锅炉运行要求。试验结果表明:自调整模糊控制策略特别适用于具有非线性环节的对象控制。该控制系统在减小水位偏差的同时,注重维持给水流量和主汽流量之间的相互平衡,减少给水调节阀的频繁动作,更有利于提高水位调节的快速性、鲁棒性和调节精度。图4表2参3     

联合循环余热锅炉蒸汽参数的优化分析

对双压再热余热锅炉的蒸汽参数进行了优化研究，计算归纳了最优化的蒸汽压力、蒸汽流量以及Yong回收量随余热锅炉进口燃气参数的变化规律。其结果对联合循环余热锅炉优化设计具有理论意义和价值。     

蓄热式高温带压蒸汽发生器检测与控制

介绍了自制蓄热式高温带压蒸汽发生器的工作原理及运行过程,根据运行特性,相应地提出了运行控制方案和参数检测方式。经过冷热态运行表明,系统运行状态稳定、参数检测可靠,为进一步的研究工作提供了可靠的基础和保障。     

基于遗传算法的核电站蒸发器高阶水位模型的降阶方法

针对核电站蒸汽发生器的高阶水位输出模型,提出了次最优降阶算法与遗传算法相结合的模型降阶方法.利用该方法对典型负荷下的核电站蒸发器水位系统模型进行了降阶,并在Matlab平台上对降阶后的模型进行了仿真.结果表明:采用次最优降阶算法与遗传算法相结合的降价方法得到的优化模型比传统降阶方法得到的模型更接近原始模型,利用该方法可以解决高阶线性控制系统模型优化降阶的问题.     

超临界CFB机组储水罐水位控制优化

以山西某电厂350 MW超临界CFB机组为研究对象,对其储水罐水位控制系统进行了研究和优化.针对储水罐内部水位波动幅度大的缺陷,设计了前馈串级复合控制系统对原有储水罐水位控制系统进行了改进,并进行扰动仿真实验.仿真结果表明,在遇到扰动时改进后的控制系统相比原有控制系统超调量降至3.2％,调节时间降至12 min,表现出...     

船用汽轮发电机组甩负荷工况控制系统研究

以某船用汽轮机发电机组为研究对象,对其控制原理进行理论分析与推导,建立其控制系统的数学模型,并在SIMULINK平台上完成了常规法甩负荷50％与100％仿真实验,得到两组响应曲线.分析结果表明:该控制系统能够实现机组的甩负荷工况转速控制,在负荷骤降的情况下可以保证机组安全稳定运行.     

超临界火电机组主蒸汽温度控制算法研究

针对火电机组主蒸汽温度控制系统的大惯性和大时滞特性,将线性自抗扰控制、经典串级PID控制、微分先行控制策略、史密斯(Smith)预估控制等几种温度控制方案的控制效果进行仿真对比。仿真结果表明:经典串级PID控制策略的控制效果差;微分先行(D-PI)控制策略的响应速度快,但鲁棒性差;Smith预估算法能够小幅改善主控制器的控制效果,但效果不够好;线性自抗扰控制策略的控制效果较好、抗干扰能力较强、鲁棒性较强。在面对主蒸汽温度控制问题时,线性自抗扰控制是一种能够替代传统控制策略的合理、有效的选择。