主汽温系统模糊自适应预测函数控制

提出了基于有限脉冲响应(FIR)模型的预测函数控制(PFC)算法,给出了采用1个基函数(阶跃函数)和2个基函数(阶跃函数、斜坡函数)的控制律的解析解,分析了闭环系统稳态特性,结果表明,系统对于设定值变化和输出扰动均无余差。结合该算法、T-S模糊建模和自适应控制技术,提出了模糊自适应预测函数控制(FAPFC)策略,该方法实现简单,对工况变化具有优良的适应性。针对某超临界600MW直流锅炉主汽温对象,设计预测函数-比例(PFC-P)串级控制系统,经4种典型工况下的阶跃响应试验表明,采用PFC-P串级控制策略的主汽温系统具有良好的动态性能,明显优于采用PID-P串级控制策略的主汽温系统;为了克服负荷变化对主汽温系统性能的影响,采用了FAPFC策略,仿真结果表明,系统具有良好的负荷适应性,负荷大范围升降时,主汽温度变化能维持在5℃以内,而且控制量变化平稳,具有较高的工程实用价值。     

控制算法对主汽温控制一致性的研究

主汽温对象具有大惯性、大滞后特性且对象参数随负荷变化较大,属于高阶惯性对象的特性。针对主汽温对象,采用了串级PID控制方法、二阶超前/滞后PID串级控制方法两种不同的控制算法,设计了两种控制主汽温对象的控制系统。在MATLAB环境下对两种控制算法进行仿真研究,通过编程计算每种算法的开环传递函数和闭环传递函数,分析频域特性曲线Bode图和时域阶跃响应曲线,比较各项动态指标,分析并比较最终的结果,得出了各控制算法对主汽温度这种高阶惯性对象的控制效果是否一致性的结论。     

主汽温系统模糊自适应内模控制

基于内模控制理论,针对火电厂主汽温被控对象的大惯性、大迟延、时变、多干扰的特点,设计了内模-比例串级控制系统,并将量子遗传算法应用于滤波器参数的寻优。并在此基础上结合T-S模糊建模和自适应控制技术,提出了模糊自适应内模控制(fuzzy adaptive internal model control,FAIMC)策略。该方案实现简单,对工况变化具有优良的适应性。对某超临界600 MW直流锅炉主汽温系统4种典型工况进行仿真控制,其过渡过程时间短,超调量小,适用于大惯性、大迟延过程的控制,控制效果明显优于串级PID控制。为克服负荷变化对主汽温系统性能的影响,采用模糊自适应内模控制策略分别进行了升降负荷实验。仿真结果表明：提出的控制系统能较好的适应对象动态模型的大幅度变化,保持较优的调节性能。     

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。     

基于间接能量平衡的锅炉汽温GPC-PID串级控制

针对电站锅炉汽温对象由于存在大惯性、大时滞、非线性和难以建立精确模型,使得传统串级PID控制算法在满足AGC负荷响应快速性和准确性方面存在较大不足等问题,基于直接能量平衡思想,提出一种间接能量平衡法(IEBM)。通过IEBM构造并预测整定出反映变负荷工况的导前汽温设定值,把原串级控制系统中副控制器的随动控制功能改变为定值控制,从而达到间接控制锅炉主汽温和再热汽温的目的。由于系统能及时"预测"到汽温迟延受不同负荷的影响,导前汽温成为控制的主体,采用广义预测控制策略(GPC),而主回路仍然采用PID控制器,构成新型基于多模型RBF神经网络离线辨识的IEBM-GPC-PID串级控制系统。经现场实测数据仿真结果表明,提出的方法能够明显地提升汽温的控制效果,改善控制系统的鲁棒性。     

自抗扰控制在火电厂主蒸汽温度控制中的应用

大型火电厂锅炉主蒸汽温度控制系统,是提高电厂经济效益、保证机组安全运行不可缺少的环节.针对火电厂主蒸汽温度控制系统的大时滞、大惯性以及动态特性随工况变化的不确定性等特点,设计了自抗扰控制器(ADRC)主汽温控制方案.该方案采用导前温度信号作为辅助反馈信号,构成ADRC-PI串级回路控制系统.仿真结果表明:相对于常规的PID-PI串级控制系统,ADRC-PI串级控制系统具有更好的调节品质和更强的抗干扰性.     

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.     

一台660MW单元机组主蒸汽温度控制系统的设计与调试

浙江北仑发电厂2号机组的主汽温控制系统在改造前采用了串级PID控制策略,其调节效果不太理想,经常会发生主汽温与其设定值偏差较大、过热器壁温超限等现象,在机组控制系统改造以后,主汽温控制系统采用了基于增量式状态观测器的状态反馈控制与串级PID控制相结合的控制策略,采用基于增量式状态观测器的状态反馈能够预测主汽温变化的趋势,使得控制系统能够及时的进行调节,而采用常规的串级PID控制能够消除主汽温的稳态偏差,对于两侧过热器的热偏差问题,本文基于北仑电厂2号机组过热器的结构特性,加入了偏置发生器及跟踪功能,为运行人员提供了方便,实际运行效果表明,主汽温度的动态特性得了明显改善,过热器壁温得到了很好的控制,取得了较好的控制效果。     

火电厂主汽温度控制的新进展

主蒸汽温度是火电机组热力过程的主要参数,但由于该调节对象的惯性和延迟性较大,使其可控指数很低;系统扰动因素多(诸如负荷变化、汽压波动、给水压力波动、燃烧工况变化等),对汽温的稳定产生不利影响。此外,现代大型电厂对汽温变化的幅度限制很严,而负荷变化幅度越来越大(参加调峰),这就使得汽温调节的问题越发突出。目前电厂汽温过程控制广泛采用的是串级控制方式,结构简单,参数易于调整。对某些时延和惯性时间大的系统,如果调节品     

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。     

模糊PID控制在火电厂主汽温度控制中的应用

本文针对某电厂主蒸汽温度系统的大滞后、大惯性、非线性等特点,提出将模糊控制与常规PID控制相结合的思路,设计了模糊PID控制。并进行了仿真试验,与主汽温度普通串级控制系统进行了比较,仿真结果表明模糊PID控制系统具有较强的鲁棒性及良好的控制品质,提高了系统的动、静态性能指标。     

300MW循环流化床锅炉主汽温控制系统优化调试

法国ALSTOM公司设计的300 MW循环流化床(CFB)锅炉汽水系统流程复杂,主汽温自动控制是一个难点.在白马示范电站引进的国内首台此类型CFB锅炉机组试运行期间,采用常规串级PID调节方案控制主汽温不能取得满意的效果.针对主汽温大纯滞后、外部扰动频繁的动态特性,设计了状态变量控制和常规PID相结合的控制方案,在前馈回路增加了惯性环节,调整了PID调节器的参数.实践证明:主汽温自动控制经优化调试后,在30%的负荷变动及锅炉蒸汽吹灰等过程中,主汽温波动幅度均能控制在设定值:±6℃的范围内.     

PFC-PID串级控制在主汽温控制系统中的应用研究

针对火电厂主汽温控制系统大惯性，大迟延，慢时变以及扰动因素较多，常规串级PID控制难以取得满意的调节效果的特点，该文介绍并分析了预测函数控制（PFC）的基本原理和特点，给出了一阶加纯滞后系统的预测函数控制的具体算法，并将PFC和PID控制相结合，提出了PFC－PID串级主汽温控制策略，系统的内回路采用PID控制，内回路和主调节区对象构成PFC的广义被控对象，对广义被控对象进行拟合简化得到一阶加纯滞后对象，作为PFC的预测模型，算法简单；预测模型失配时，系统仍具有良好的控制品质，易于工程实现，具有较高实际应用价值，大量的仿真实验表明，采用PFC－PID串级控制策略的主汽温控制系统的动态品质明显优于采用PID串级控制策略的系统，具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。     

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。     

改进型锅炉主汽温控制系统

针对电厂锅炉主汽温度常规的PID控制方案的缺点进行分析,提出了一种串级补偿控制的新方法,该方法克服了单纯PID控制的缺点,提高了系统的性能指标。     

改进型锅炉主汽温控制系统

针对电厂锅炉主汽温度常规的PID控制方案的缺点进行分析,提出了一种串级补偿控制的新方法,该方法克服了单纯PID控制的缺点,提高了系统的性能指标。     

超超临界机组二模态过热蒸汽温度控制策略研究

由于过热蒸汽温度具有非线性、大时变、大迟延等特点,传统PID串级控制在工况变化时难以取得较好的控制效果。对此,将内模控制与模糊控制相结合,并引入多模型理念,提出了基于内模原理和模糊控制的二模态控制方案,对国电布连电厂超超临界660MW机组直流锅炉过热蒸汽温度串级控制系统进行改进,将改进后的控制策略用于EDPF-NT DCS。结果表明,改进后的控制系统较传统过热蒸汽温度PID串级控制系统具有更强的负荷适应能力和鲁棒性,在机组负荷变化较大时仍具有良好的控制品质。     

基于机理模型的汽温控制系统优化及应用

针对火电机组过热汽温控制的难点和要求,常规串级控制系统无法达到良好控制效果,尤其在大范围变负荷过程中很难控制汽温动态偏差在要求范围内。分析了基于机理模型的双回路汽温控制原理和控制参数整定方法,并对控制方案进行优化。应用于某300 MW CFB机组过热汽温控制,结果表明其稳态和动态控制品质良好,并能适应机组大范围变负荷需要。由于控制方案能够灵活配置汽温控制中惰性区传递函数时间常数和对控制器参数进行增益调整,因此在工程应用中具有很好的推广作用。     

600MW超临界W火焰锅炉机组协调及主汽温度控制优化

针对燃烧劣质无烟煤的W形火焰超临界机组存在的锅炉燃烧难于控制,协调控制系统和主汽温度调节品质不理想,特别是难于满足电网快速负荷调度的要求等问题,进行协调及主汽温度控制策略的研究开发,以提高机组协调变负荷能力,满足电网AGC大幅度、快速变负荷的要求。本文结合机组协调及主汽温度控制品质优化的应用情况,具体介绍试验过程及应用效果等。