过热汽温模糊神经网络预测控制器的设计

针对锅炉过热汽温的特点，设计前馈—反馈串级复合型控制系统。主控制器采用基于神经网络预测模型的模糊神经控制，即该控制器首先是将神经网络与预测控制相结合，采用改进的递阶遗传算法对神经网络的权值和结构同时进行训练，实现了非线性、大时滞系统模型的精确预测；然后将模糊控制与神经网络相结合，实现模糊神经预测控制。副控制器采用二自由度PID控制器。仿真结果表明，该控制显著提高锅炉过热汽温这一非线性、大时滞系统的控制品质，且易于工程实现。     

基于神经网络的过热汽温模型预测控制

通过神经网络系统辨识实现非线性系统的模型预测控制MPC(Model Predictive Contro1),建立了基于神经网络系统辨识的过热汽温模型预测控制系统。仿真结果表明,较之传统的过热汽温串级调节系统,采用该模型预测控制策略的过热汽温控制系统的控制性能有很大的提高。     

基于多模型加权调度的锅炉过热汽温广义预测串级控制

针对采用常规串级比例-积分-微分(proportion-integral-derivative, PID)控制器调节锅炉过热汽温系统存在不易整定参数、自适应性不佳的问题,设计一种基于多模型加权调度的锅炉过热汽温广义预测串级控制器。首先,根据典型工况下喷水量扰动时的过热汽温动态特性建立模型子集,采用递推最小二乘法辨识可控自回归积分滑动平均模型参数;其次,根据辨识得到的模型参数求解各子控制器最优输出,采用高斯隶属度函数得出各子控制器输出的加权系数;然后,通过单一工况下考虑减温水调节阀特性的预测控制仿真试验,比较广义预测串级控制器和常规串级PID控制器的鲁棒性;最后,通过变负荷仿真试验及抗干扰测试,验证多模型加权调度广义预测串级控制器对变负荷时模型失配的适应性。试验结果表明,相比常规串级PID控制器,广义预测串级控制器拥有更好的鲁棒性,设定值扰动试验中最大超调量控制在2℃左右。多模型加权调度广义预测串级控制器对模型失配具有良好的适应性,并具有良好的抗干扰性能。     

基于Laguerre模型的过热汽温自适应预测PI控制系统

针对火电厂锅炉过热汽温控制的特点,设计1种基于Laguerre模型的自适应预测PI控制器。该预测控制器采用对时延具有良好逼近能力的正交Laguerre函数模型作为预测模型,利用带遗忘因子的最小二乘法在线辨识Laguerre预测模型的系数,以提高系统适应工况变化的能力;滚动优化指标采用比例积分型结构,以提高系统的快速性和鲁棒性。通过对具有严重参数不确定性、扰动以及大迟滞的电厂过热汽温被控对象进行仿真研究,结果表明该方法能够很好地适应对象特性的变化,且控制系统的性能比常规串级控制系统有较大提高。     

基于间隙度量的多模型过热汽温预测控制

针对火电机组主汽温被控对象所具有的大惯性、大迟延以及其随机组负荷变化而发生的参数时变性,为解决传统串级控制方案在机组深度调峰情况下控制品质恶化的问题,提出了一种基于间隙度量的多模型过热汽温预测控制策略。引入间隙度量理论来确定各模型输出的权值。首先选取若干个典型工况设计局部预测控制器;再运用间隙度量理论,计算各个局部预测控制器的输出权值,进而加权求出控制器的输出值。仿真研究表明,该方法可以很好地应对机组负荷变化时被控对象参数变化的问题;与使用常规的串级控制以及单模型预测控制方案相比,主汽温的动态和稳态性能得到了改善。     

基于多模型切换的过热汽温控制策略

针对火电厂过热汽温具有大迟延、时变、非线性等特性,在常规的串级PID控制基础上,提出基于多模型的切换控制策略,有效避免单一控制方式不能适应负荷变化的要求,主调节器参数根据内模控制的原理进行整定.仿真结果表明,多模型切换的过热汽温控制系统能够获得满意的动态响应.     

基于隶属度函数的多模型内模控制的研究

针对生产过程中存在的滞后性、时变性、不确定性和变工况等特点,建立基于不同工作点的局部模型,将基于隶属度函数和基于加权和形式的思想相结合,对传统内模控制进行改进,提出了一种基于隶属函数的多模型内模控制方法。通过对某火电厂的过热汽温控制系统的仿真表明,多模型内模控制与单内模控制和常规PID控制相比较,在稳定性、鲁棒性和响应速度等方面,均具有明显的优越性和较好的控制品质。     

1000MW超超临界机组汽温多模型预测控制研究

针对电厂过热汽温对象大惯性、大滞后及参数随负荷变化显著的特点,利用非线性过程(线性不确定过程)在多个工作点上的线性化模型,把整个对象工作空间划分为若干子空间,而每个子空间可以找到一个较精确的固定模型,再通过加权子模型获得复杂对象的全局近似模型作为预测模型,然后采用线性优化或非线性优化方法计算预测控制器输出进行汽温控制,并给出具体的现场应用实施方案。实际仿真和应用结果证明无论对于稳态过程或负荷变化过程,过热汽温都能维持在要求的控制范围内,能够有效保证机组的安全经济运行。     

基于SIS平台的先进控制策略在汽温控制中的仿真及应用

提出了基于SIS平台的先进控制策略。以某电厂SIS系统为例,锅炉过热蒸汽温度作为研究对象,分不同的工况建立起不同的神经网络模型并采用不同的控制算法。仿真结果表明:分不同的工况建立的过热汽温神经网络动态模型,能够很好地预测对象的动态特性,基于神经网络模型的动态矩阵预测控制策略取得了优于传统PID的控制效果。     

基于串级PID的过热汽温多模型切换控制

提出了一种易于工程实现的过热汽温先进控制策略。在常规串级PID控制的基础上,设计了多模型切换控制方案,有效避免了单一控制模式不能适应系统工况变化的问题,另外,主调PID控制器的参数通过内模原理整定,较好地保留了内模控制器的特点,能够有效克服过热汽温对象的大迟延特性。所设计的控制系统已经成功应用于某电厂300MW机组,从投运效果看,当机组负荷大范围变化时,过热汽温仍能维持在正常范围内,保证了机组的安全经济运行。     

多模型内模控制器在主汽温的应用研究

针对火电厂主汽温被控对象的大惯性、大滞后特点并且负荷变化对被控对象参数影响较大等因素,PID控制器的控制效果很难达到满意。提出基于多模型内模切换控制方案。被控对象的传递函数的模型在不同的工况下建立,并设计出与其相对应控制器,在不同运行工况选择相应的控制器,实现全工况下安全运行。基于新的目标函数的二阶振荡进化方程来调节粒子群算法对内模控制参数进行优化。仿真表明,该方案比传统PID控制具有更好的控制品质。     

含风电的交直流互联电网AGC两级分层模型预测控制

随着大规模风电接入交直流互联电网,传统的自动发电控制(AGC)方法难以有效地抑制风功率波动带来的频率稳定问题。为此,提出基于两级分层模型预测的AGC策略。该两级分层控制方法在下层对多个区域电网采用分散式模型预测控制;在上层对下层分散的控制器采用动态协调控制方式。以含多电源的两区域交直流互联电网AGC模型为例,仿真结果表明:与集中式模型预测控制和分散式模型预测控制方法相比,文中所提控制策略不仅对频率和联络线功率等具有良好的控制效果,还兼具高可靠性。     

参数及延迟摄动过热汽温系统鲁棒控制器的设计

利用串级控制系统特点,对导前区及惰性区具有多个参数及延迟摄动的锅炉过热汽温鲁棒控制器的设计进行了研究。讨论了权函数的选择,求解了鲁棒PID控制器。仿真结果表明,用本文方法设计的过热汽温控制系统比常规的PID控制具有较好的鲁棒性能。     

基于预估模型切换的过热汽温无辨识自适应控制

针对电厂锅炉的过热汽温系统具有大惯性、大时滞和多模型等特性.研究一种基于预估模型切换的无辨识自适应预估控制方法.该方法需设计一个无辨识自适应预估控制器和基于主蒸汽流量变化率的切换律,给出若干个一阶预估模型.在系统运行过程中,这些预估模型在切换律控制下根据运行工况按优化切换时间自适应地切换,而其中的优化切换时间是用切换系统优化理论计算得到的.仿真试验结果表明,该方法适用于过热汽温系统,具有良好的控制品质、较强的抗扰和自适应能力,且对预估模型的精度要求不高,控制参数容易整定,易于工程实现.     

三相四线有源电力滤波器新型神经预测控制

为补偿有源电力滤波器的控制延时,提出了一种新型三相并联型有源电力滤波器的RBF神经网络预测控制方案.建立三相四线制并联型有源电力滤波器的数学模型及电流预测控制的离散化模型,设计神经预测控制器,通过在线训练权值提高控制精度,控制有源滤波器产生用以抵消非线性负载的谐波电流.应用Matlab对该方法进行了仿真,并在以DSP为...     

基于多模型切换的过热汽温广义预测控制

火电厂过热汽温对象具有时滞、惯性和参数时变的特性.固定参数常规PID控制器在对象特性发生变化后,控制品质会有所下降.基于多模型切换的过热汽温广义预测控制策略,对若干典型工况点下的固定模型设计子控制器,当系统工况发生变化后,通过有效的切换策略及时准确地切换到最适控制器.提出一种新的平滑切换方法,可有效抑制切换时对象出现的大幅扰动现象.仿真结果验证了该控制策略的有效性.     

基于神经网络非线性模型的多级工作点阶跃响应扩展DMC预测控制

利用前馈神经网络建立对象的非线性预测模型,在不同工作点对阶跃响应,建立它的局部线性模型,利用隶属函数进行加权得全局线模型,利用全局线性模型进行滚动优化,利用非线性预测模型校正线模型,实现非线性预测控制,仿真表明,文中提出了方法控制效果良好,满足实时要求。     

解耦二自由度控制策略在过热汽温串级控制中的应用

在串级控制中,由于内环的抗干扰控制器和外环的跟踪设定点控制器存在着耦合关系,因此在设计过程中不能对它们进行单独地设计,在工程应用中,常常会因为一个控制器的设计不当,而导致系统的重复设计。本文针对这一问题,采用了一种基于内模控制原理的二自由度的控制结构,该设计方案可以将控制系统的设定点响应与内环的抗干扰作用解耦。结合H2范数的性能指标设计了与控制方案结构相对应的设定点跟踪控制器和内环抗干扰控制器,每个控制器都可以单独地进行参数调整。火电厂中过热汽温系统是一类大滞后、大惯性的控制问题,在实践中大都采用串级的控制方式。在本文中将解耦二自由度串级控制策略应用到过热汽温控制中。从仿真结果来看,无论是系统跟踪设定点能力还是系统的抗干扰能力都得到了很大的改善。