基于自抗扰串级控制的蒸汽发生器水位多模型控制方法

提出了基于自抗扰串级控制的蒸汽发生器水位多模型控制方法,其内回路采用比例控制,以快速消除给水扰动,而外回路采用二阶自抗扰控制,利用扩张状态观测器对系统的内扰和外扰实时估计,采用前馈方式给予补偿,并通过非线性反馈控制改善控制系统的快速性和稳定性。原串级控制结构不变,但外回路采用多模型自抗扰控制,从而实现全工况运行的自适应控制。仿真结果表明所提控制方法能实现大范围内平滑、快速、精确控制,其系统的鲁棒性和抗干扰能力优于常规串级PID控制方法。     

核电站蒸汽发生器水位的模糊GPC控制系统研究

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、时变性等特性,导致传统的串级PID控制等多种方法难以取得好的控制效果.在串级控制的基础上,采用模糊广义预测控制来对蒸汽发生器水位进行控制,此法能充分发挥模糊控制及预测控制的优点,首先利用T-S模糊模型对系统进行辨识,并将其转化为线性时变状态空间模型,然后基于线性化的模型设计出广义预测控制器,并对蒸汽发生器水位进行自适应控制.仿真结果表明,与传统的串级PID控制相比,模糊广义预测控制方法无论是抗干扰能力还是鲁棒性,都有了很大的提高.     

蒸汽发生器水位的自适应模糊自抗扰控制

为了有效控制蒸汽发生器（SG）水位,对蒸汽发生器水位控制对象进行理论分析,在前馈反馈控制避免“虚假水位”现象影响的基础上,提出二阶自抗扰控制的控制策略.针对“大扰动”和“小扰动”2种扰动工况下的蒸汽发生器水位控制系统,设计了不同的自适应模糊自抗扰控制器,并分别与传统自抗扰控制系统进行仿真比较,结果表明,2种不同工况下的自适应模糊自抗扰控制系统性能均优于传统自抗扰控制系统.     

模糊-PI串级控制在超临界机组主汽温控制中的应用

超临界锅炉主汽温度具有大惯性、大滞后和非线性的特点,用传统的PID难以达到理想的控制效果。将模糊控制和PID结合起来,既保留了串级控制抗内扰的性能,又结合了模糊控制动态性能好的特点。仿真结果表明,用模糊-PI串级控制超临界主汽温具有较好的控制品质和较强的抗扰能力。     

锅炉过热蒸汽温度系统的串级自抗扰控制

针对过热蒸汽温度系统是一个非线性、时滞系统,而且它本身又有大惯性、大延迟的特点,提出了串级自抗扰控制的方法.在过热蒸汽导前区的内环控制中,应用扩张状态观测器、状态误差的非线性反馈、扰动估计补偿相结合的控制方法;在惰性区的外环控制中,应用高阶自抗扰控制对其进行控制.仿真实例表明,此控制方法具有很好的抗干扰能力,能对过热蒸...     

变论域模糊自整定PID控制在主汽温系统中的应用研究

火电厂主汽温控制系统具有大惯性、大延迟和时变等特性，采用常规PID串级控制方法难以获得满意的控制效果。通过引入变论域模糊控制原理来整定PID参数，从而实现了变论域模糊自整定PID控制。它充分综合了变论域模糊控制、PID控制的优点。通过对锅炉过热蒸汽温度控制系统的仿真研究表明，变论域模糊自整定PID串级控制的控制效果优于常规的PID串级控制，能适应对象参数的变化，具有较强的鲁棒性和自适应能力，控制品质好。     

直接蒸汽发电槽式太阳能集热器蒸汽温度自抗扰控制

直接蒸汽发电(DSG)槽式太阳能集热器蒸汽温度具有大滞后、非线性、动态特性随工况变化明显及无法精确建模等特点,常规的PID控制方案难以取得满意的控制效果。本文基于自抗扰控制思想,通过引入虚拟控制量,对DSG槽式太阳能集热器蒸汽温度去除纯滞后环节的剩余对象设计自抗扰控制器,获得与其相应的虚拟控制量。然后利用跟踪微分器由虚拟控制量推测得到实际控制量,从而控制减温水流量调节蒸汽温度。实验仿真结果表明,本文提出的自抗扰控制方案能够在不同蒸汽压力工况下,克服DSG槽式太阳能集热器蒸汽温度对象动态特性变化和大滞后,对蒸汽温度指令信号阶跃实现快速准确跟踪,全程无超调,调节品质明显优于传统PID控制方案。     

基于多目标粒子群算法的过热汽温自抗扰控制

针对火电机组过热汽温存在大惯性、大时滞和非线性的动态特性,以及扰动因素作用下参数不易整定的问题,提出自抗扰控制-线性自抗扰控制（ADRC-LADRC）串级控制策略,即外回路应用非线性自抗扰减小超调量,内回路应用线性自抗扰对扰动快速响应并加以抑制,同时采用多目标粒子群算法对自抗扰串级回路中的参数进行整定。测试与工程应用表明：基于多目标粒子群算法整定参数的ADRC-LADRC控制策略具有较好的控制性能和抗干扰能力,能够快速响应扰动并跟踪设定值,维持过热汽温的稳定。     

SCR脱硝系统的线性自抗扰串级控制研究

目前,选择性催化还原技术(selectivecatalytic reduction,SCR)是我国火力发电厂最广泛采用的脱硝技术。但是,SCR脱硝系统具有大惯性、大延迟和强扰动的特点,常规PID控制方案不能较好地实现SCR脱硝系统的控制。为此,提出将线性自抗扰控制(linearactivedisturbance rejection control,LADRC)应用于SCR脱硝系统的外回路控制中。采用频域分析方法给出典型工业控制对象的线性自抗扰控制器参数调整规律,在此基础上获得其用于SCR脱硝控制系统的LADRC控制参数。频域分析表明采用上述控制方案的控制系统性能强于常规PID串级控制系统。蒙特卡洛仿真结果表明,相比于常规PID串级控制系统,基于线性自抗扰串级控制的SCR脱硝控制具有更强的设定值跟踪能力;当系统存在不确定扰动时,其抗干扰性和鲁棒性也显著加强。     

状态反馈PID控制方法在300MW机组的应用

针对300 MW机组过热蒸汽温度自动调节稳定性难以控制的问题,提出采用带状态观测器的状态反馈PID控制和常规串级PID控制理论相结合的控制方法,分析状态反馈期望极点的配置过程、仿真试验及现场试验,结果表明带有状态观测器的状态反馈PID控制使得系统的调节速度变快、超调量减小、稳定性强,优于常规串级PID控制。     

基于重复自抗扰控制的感应电机矢量控制方法

为了实现感应电机的精确解耦和扰动补偿,降低自抗扰控制对参数的依赖性,提出一种基于重复自抗扰控制的感应电机矢量控制方法,该控制方法通过融入重复控制,进一步提升了传统感应电机自抗扰控制系统抗扰动的能力,并提高了控制精度。基于重复控制的思想,周期性跟踪并补偿误差,逐周期减小误差,提高了系统的扰动隔离度,因而减少了自抗扰控制对于参数鲁棒性的依赖性。仿真和实验结果验证了所提出的重复自抗扰控制方法比传统自抗扰控制在抗扰动性和参数变化方面有更好的控制效果和鲁棒性。     

基于自抗扰控制器的无刷直流电动机速度控制

无刷直流电动机作为一个多变量强耦合非线性系统,采用经典PID控制难以得到满意的控制效果.采用自抗扰控制器来提高无刷直流电动机控制系统的动态性能和鲁棒性,自抗扰控制器设计过程中不需要对象模型结构和参数的精确信息.实验比较了PI控制器和自抗扰控制器的控制效果,结果表明自抗扰控制器(ADRC)对外部扰动和电动机参数的变化具有较强的鲁棒性.     

直线伺服电动机自抗扰控制系统研究

针对直线伺服电机多变量、强耦合的非线性特性,结合自抗扰控制策略,给出了直线电机自抗扰控制系统设计详细的理论推导与实现方案。在此基础上,基于Matlab/Simulink仿真平台构建了完整的系统仿真模型,针对速度控制系统分别采用了串级一阶ADRC、二阶ADRC、MADRC与"ADRC+PID"组合算法进行了仿真分析;位置控制系统分别采用了MADRC与传统ADRC策略进行了仿真验证,仿真结果表明与串级一阶ADRC及"ADRC+PID"组合算法相比,该改进型ADRC动静态特性与鲁棒性良好。     

模糊自抗扰附加阻尼控制抑制光火打捆经串补送出的次同步振荡

针对光伏、火电打捆经串补送出系统,提出一种基于模糊自抗扰的附加阻尼控制器,来抑制交流串补可能引发的次同步振荡。首先对打捆系统的振荡模式进行辨识,然后通过巴特沃斯带通滤波器将各振荡模式对应的转速分量分解到不同的通道,在每个通道中设计相应的自抗扰阻尼控制器。考虑到光伏出力具有波动性、间歇性等特点,运行状态比较复杂,采用模糊控制对自抗扰关键参数进行自整定改进。基于PSCAD/EMTDC仿真软件,以加入光伏并网的IEEE次同步振荡第一标准模型作为仿真算例进行验证。结果表明,所设计的模糊自抗扰附加阻尼控制器在系统受到扰动时,能够有效抑制火电机组的次同步振荡,具有较强的鲁棒性,且抑制效果优于传统的PID控制。     

线性ADRC在汽包水位串级三冲量控制上的研究与应用

将自抗扰控制器进行线性化处理,按照典型二阶系统性能指标的要求给出了一种相关参数的整定方法,并将其应用到汽包水位串级三冲量控制上。从Matlab的仿真结果看,这种线性自抗扰控制器（LADRC）需要整定的参数少、且整定简便,满足系统的稳态响应指标,对系统干扰具有很好的鲁棒性,而这是传统控制器难以得到的满意的控制品质,因而对于实际中存在的大量模型不确定热工被控对象,LADRC是个理想的选择,具有很好的实际推广使用价值。     

基于自抗扰的变风量空调房间温湿度解耦控制

在夏季工况下,房间温度提高(降低),湿度就会下降(升高),而传统的PID控制很难对其进行精准控制。为了解决这两个控制回路间的耦合,提出了一种基于自抗扰的变风量空调房间温湿度解耦双闭环控制策略。该策略将ADRC引入串级闭环控制中的温度环和湿度环作为外环,将PID引入串级闭环控制的内环,从而分别调节风量控制器和送风湿度控制器。将上述方案编写程序在MATLAB上进行仿真,结果表明采用ADRC控制器能有效补偿系统中各回路之间的相互作用,在很大程度上降低了VAV空调温湿度系统的耦合性,保证了系统的稳定运行,控制效果较理想。     

LCL并网逆变器一阶自抗扰控制及基于粒子群优化的控制参数整定方法

在实际并网现场,电网时常包含未知、时变的扰动,故LCL并网逆变器运行工况复杂、恶劣,经常面临频繁脱网的问题.基于此,首先针对LCL并网逆变器设计了结构简单的一阶自抗扰控制器;其次,针对自抗扰控制器参数难以整定的问题,构建了包含控制误差和系统调节时间在内的多目标优化函数,并结合粒子群优化算法实现了一阶自抗扰控制器的参数整定,提高了自抗扰控制器参数设计的效率和合理性;最后,在频域中对系统性能进行分析,并通过仿真和实验验证了所设计控制器的可行性及所设计参数的优越性.结果表明,相比传统带宽法所得控制参数,带所提方法所得控制参数的一阶自抗扰控制能够使LCL并网系统获得更好的跟踪性、抗扰性和入网电流质量,且能够保证LCL并网逆变器在复杂工况下不脱网.     

自抗扰控制及其在DC-DC变换器中的应用

本文将自抗扰控制引入DC-DC变换器中,详细介绍了自抗扰控制器的原理和结构,并提供了调制Buck-Boost DC-DC变换器的仿真参数及硬件电路实验.通过对该变换器模型参数改变和外部扰动的仿真和实验研究,证明自抗扰控制对电力电子变换器这类非线性系统和不稳定对象具有良好的控制效果,对其外扰及对象模型参数的变化具有良好的适应性和鲁棒性.此方法不仅克服了经典PID控制的缺点,又保留了其结构简单,鲁棒性强的优点,是一类很有发展前景的控制策略.     

二次再热机组汽温系统的串级自抗扰预测控制

为适应当前和未来新能源电力规模化接入电网,火电机组的深度调峰对过热汽温控制提出了更高要求,而常规的串级PID控制方案很难取得满意的控制品质。因此,提出一种动态矩阵控制与自抗扰控制相结合的串级自抗扰预测控制策略,为了克服控制量等不确定性扰动因素以及补偿时滞环节,副回路采用适应于快过程且能对扰动实时估计与补偿的离散型预估自抗扰控制器控制;为了增强系统的设定值跟踪能力和鲁棒性,主回路采用适应于慢过程的动态矩阵控制。以超超临界二次再热机组的汽温模型为仿真对象,各项性能指标计算结果表明,相比于其他串级控制,所提出的控制方法具有更加优良的设定值跟踪、抗扰动和鲁棒性等性能。     

汽包水位串级三冲量非线性PID控制系统

针对锅炉汽包水位控制系统的特点,提出了基于非线性PID控制器(NLPID)的汽包水位三冲量串级控制方案.在串级控制中,内回路采用P控制以快速消除给水扰动,外回路采用非线性PID控制以保证汽包水位稳定在给定值,并有效克服蒸汽流量的扰动.该控制策略结构和算法简单,通过仿真结果验证,相对于常规串级PI-P控制方案,该控制方案具有良好控制品质和较强的鲁棒性,可有效克服蒸汽流量扰动和给水流量扰动,且在对象参数变化较大时仍能获得稳定的调节品质.