发电用单轴燃气轮机动态模型研究

以某发电用单轴燃气轮机的控制系统为原型,利用Matlab／Simulink对该型单轴燃气轮机控制系统进行了仿真,仿真结果与实际物理过程相吻合,说明此模型可以用于单轴燃气轮机及其控制系统的研究。     

机械驱动用单轴燃气轮机动态模型研究

随着燃气轮机性能的不断提高,其应用范围也越来越广。除用在燃气轮机电站及联合循环电站中外,同时也越来越多地用作变转速的机械驱动动力。本文给出了作为机械驱动力的单轴燃气轮机及其控制系统模型,结合实际情况对其进行了简化,并在Matlab/Simulink环境下对升减负荷、升减转速以及甩负荷过程进行了模拟。模拟结果与实际物理过程相吻合,因此,此模型可以用于单轴燃气轮机及其控制系统的研究。     

基于多模型的循环流化床锅炉床温预测控制

针对循环流化床锅炉床温的强非线性特性,提出了一种改进的基于多模型的预测控制策略.将多模型控制策略和广义预测控制相结合,采用几个典型工况点的模型来逼近整个运行区间的动态特性,从而取代在线辨识来校正模型.通过跟踪实际工况的变化来对各个子控制器进行加权以获得合适的控制增量,并对广义预测控制的性能指标进行了修改,以消除调节后期的振荡.典型工况点的模型可由离线辨识得到,参数恒定,使得丢潘图方程和控制规律式的求解可以离线进行,降低了在线计算量.将该算法用于某电厂440 t/h循环流化床锅炉的床温控制系统仿真,结果表明:该算法能够很好地克服被控对象的非线性,在负荷大范围变动时仍然可以取得良好的控制效果.     

基于多模型的三轴燃气轮机主动容错控制研究

在三轴燃气轮机串级PID-MPC控制器设计基础上,提出了一种基于多模型的主动容错控制方案。 首先对标典型的燃气轮机故障特征,构建表征不同燃气轮机故障的预测模型。然后在每个仿真步长内根据 设计的决策逻辑,实时选择与当前燃气轮机适配度最好的模型,并通过切换逻辑保证控制器输出的平稳性。 最后对燃气轮机部件级模型进行故障注人仿真。结果表明在预测模型有较大的失配情况下,所设计的控制 器能够对预测模型进行实时切换,并且保证平稳地输出燃油流量,验证了所设计控制方案的有效性。     

基于神经网络模型的锅炉广义预测控制

针对目前电站锅炉运行中,控制性能不佳,热效率低下等不足,提出了运用基于神经网络模型的ＧＰＣ控制方法（ＮＮＧＰＣ）以改善控制器性能的策略,并通过大量的仿真研究对其进行了验证。另外,为简化模型结构,便于实时在线计算,又利用改造后的Elman网络模型代替原有的多层前向ＢＰ网络模型进行了对比实验,效果令人满意。最后,利用仿真结果,讨论了ＮＮＧＰＣ的参数选择及工程应用中的实际问题。     

基于模糊神经网络的发电用单轴燃气轮机的解耦控制

针对燃气轮机这样大型复杂且具有强非线性多变量耦合的动力系统，提出用模糊隶属函数型神经网络与模糊控制融合的解耦方法(DMFFCNN)进行解耦控制，从而克服了现代控制理论对解耦系统类型的限制。试验表明，这种方法是有效的，为机组运行时的静态优化设计的实现奠定了基础。     

位置伺服电机系统的鲁棒性模型预测控制

为提高永磁同步电机位置伺服系统的控制性能,提出一种鲁棒性模型预测直接转速控制(Model predictive direct speed control,MPDSC)策略.首先,介绍一种将有限集MPDSC和两矢量MPDSC相结合的混合MPDSC策略.该控制策略可以在电机稳态和动态运行过程中进行切换.然后,基于滑模控制理...     

模糊控制算法在燃气轮机控制中的应用研究

利用模糊控制的快速动态响应和PID控制的稳态性能,设计了模糊自适应PID控制算法,实现了对燃气轮机转速的快速跟踪及稳态控制。仿真试验和工程应用均表明该控制算法的响应时间和稳态精度比常规控制算法有明显改善。     

过热汽温多模型灰色自适应预测控制

针对单一模型的控制算法往往存在鲁棒性差的问题.提出一种应用多模型的自适应模糊控制器.利用过程灰色预测模型,建立以预测误差和预测误差变化率为输入的二维预测模糊控制器.并根据状态引入灰色预测模型步长的模糊决策机制,改善控制性能.     

基于MPC的三轴燃气轮机转速负荷控制

三轴燃气轮机转速负荷控制一般采用串级PID控制方案,该方案具有较好的抗干扰性,但考虑多限制时结构显得冗余、保守。为进一步提高燃气轮机控制系统的动态性能,简化系统结构,提出了一种基于模型预测控制的串级PID-MPC方案,采用MBD的设计方法在MATLAB/Simulink平台中建立了燃气轮机模型和控制算法,利用代码生成技术产生C/C++代码在全数字仿真平台上进行了集成和验证。仿真结果表明:串级PID-MPC在负荷连续阶跃和甩负荷情况下调节时间均小于3 s,超调量不超过2.9%,与串级PID相比具有更好的动态性能,且在限制条件下控制算法单步运行最大耗时4.69 ms,平均耗时1.84 ms,具有较好的实时性。     

基于Matlab/Simulink的单轴燃气轮机动态仿真

本文利用Matlab/Simulink对某型单轴燃气轮机系统进行了仿真,并采用了自适应控制与常规的PID控制相结合的方法对转速控制器进行了建模分析,不仅系统的响应时间缩短,而且系统超调量大幅度减小,为燃气轮机的转速控制提供了一种新的思路。     

浅谈燃气轮机的控制

结合现代控制理论对燃气轮机控制过程中的一些问题进行了阐述,并对今后的发展提出了看法。分别讨论了燃气轮机的控制问题,频域设计方法,开环最优控制和自适应控制等。     

MPC framework for constrained wind turbine individual pitch control

The reduction of structural loads is becoming an important objective for the wind turbine control system due to the ever‐increasing specifications/demands on wind turbine rated power and related growth of turbine dimensions. Among various control algorithms that have been researched in recent years, the individual pitch control has demonstrated its effectiveness in wind turbine load reduction. Since the individual pitch control, like other load reduction algorithms, requires higher levels of actuator activity, one must take actuator constraints into account when designing the controller. This paper presents a method for the inclusion of such constraints into a predictive wind turbine controller. It is shown that the direct inclusion of constraints would result in a control problem that is nonconvex and difficult to solve. Therefore, a modification of the constraints is proposed that ensures the convexity of the control problem. Simulation results show that the developed predictive control algorithm achieves individual pitch control objectives while satisfying all imposed constraints.     

Nonlinear model predictive control of wind turbines using LIDAR

LIDAR systems are able to provide preview information of wind disturbances at various distances in front of wind turbines. This technology paves the way for new control concepts in wind energy such as feedforward control and model predictive control. This paper compares a nonlinear model predictive controller with a baseline controller, showing the advantages of using the wind predictions in the optimization problem to reduce wind turbine extreme and fatigue loads on tower and blades as well as to limit the pitch rates. The wind information is obtained by a detailed simulation of a LIDAR system. The controller design is evaluated and tested in a simulation environment with coherent gusts and a set of turbulent wind fields using a detailed aeroelastic model of the wind turbine over the full operation region. Results show promising load reduction up to 50% for extreme gusts and 30% for lifetime fatigue loads without negative impact on overall energy production. This controller can be considered as an upper bound for other LIDAR assisted controllers that are more suited for real time applications. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

M701F燃气轮机主控制系统分析

介绍了M701F型燃气轮机主控制系统的原理、框架构成及其设计思想,并对各子系统相关控制逻辑分别进行了分析,进而总结出了主控制系统在该机组从启动到停机全过程中的工作状况。     

Preview predictive control layer design based upon known wind turbine blade‐pitch controllers

The use of upstream wind measurements has motivated the development of blade‐pitch preview controllers for improving rotor speed tracking and structural load reduction beyond that achievable via conventional feedback control. Such preview controllers, typically based upon model predictive control (MPC) for its constraint handling properties, alter the closed‐loop dynamics of the existing blade‐pitch feedback control system. This can result in a deterioration of the robustness properties and performance of the existing feedback control system. Furthermore, performance gains from utilising the upcoming real‐time measurements cannot be easily distinguished from the feedback control, making it difficult to formulate a clear business case for the use of preview control. Therefore, the aim of this work is to formulate a modular MPC layer on top of a given output‐feedback blade‐pitch controller, with a view to retaining the closed‐loop robustness and frequency‐domain performance of the latter. The separate nature of the proposed controller structure enables clear and transparent quantification of the benefits gained by using preview control, beyond that of the underlying feedback controller. This is illustrated by results obtained from high‐fidelity closed‐loop turbine simulations, showing the proposed control scheme incorporating knowledge of the oncoming wind and constraints achieved significant 43% and 30% reductions in the rotor speed and flap‐wise blade moment standard deviations, respectively. Additionally, the chance of constraint violations on the rotor speed decreased remarkably from 2.15% to 0.01%, compared to the nominal controller. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

燃气轮机振荡燃烧主动控制方法

振荡燃烧是贫燃预混燃烧室普遍面临的不稳定燃烧现象,该现象会导致发动机振动,污染物排放加剧,喷嘴烧蚀等,因此需要对这种现象进行控制,以减小压力脉动。本文针对某型低排放燃烧室,以对值班燃料供给控制为核心,设计了一套振荡燃烧主动控制系统,并进行了试验研究。分析了燃烧室内压力脉动控制的影响因素和变化规律,试验研究表明：（1）该系统有效地抑制了燃烧室的压力脉动。（2）控制系统投入工作的相位不同时,抑制效果明显变化。（3）该系统对由贫燃燃烧不稳定引起的压力脉动有明显抑制效果,对其他原因引起的脉动无明显抑制效果。     

M701F型燃气轮机控制系统分析

M701F燃机DCS采用DiasysNetmation,其控制主要由燃机控制系统、燃机保护系统和高级燃烧压力波动监视系统组成。本文简要介绍了M701F燃机DCS系统的构成,分别叙述了TCS、TPS和ACPFM自控制系统的作用,并对其主要控制功能进行了分析。