姚孟电厂1号直流炉控制系统设计及增量式状态控制器的应用

根据直流炉被控对象和姚孟电厂1号300MW本生直流机组设备本身的特点，分别设计了新型的、适用于直流炉的机炉协调控制系统、锅炉给水控制系统和过热器蒸汽温度控制系统。通过对机炉协调、锅炉给水和过热器蒸汽温度等控制方案的特点分析，体现了应用基于增量式状态观测器的状态反馈控制与传统的PID串级调节系统相结合的控制策略的优越性。采用该控制方案，机组在大负荷范围（80MW）和高负荷变化速率（9MW／min）工况下减负荷时，过热器出口汽温变化和机前压力变化等调节品质满足电力系统热工自动化的行业标准，并能很快达到稳定。现场实时控制的应用效果显示了该项技术的先进性和实用性，同时也为超临界机组控制策略和方案的选择提供了参考和借鉴。     

基于增量式函数观测器的过热汽温控制

针对火电厂过热汽温系统具有大惯性、大迟延及参数时变等特性,将基于增量式函数观测器(IFOKΔx)的状态反馈控制与PID控制相结合,使得被控对象的动态特性得到了改善,克服了PID对大滞后对象控制效果不理想的缺点,同时又保留了PID控制鲁棒性强的优点。仿真研究表明:过热汽温控制系统采用该控制策略时,具有较好的控制品质,且在选择同样的观测器参数条件下,增量式函数观测器的鲁棒性要优于全维状态观测器。     

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。     

基于增量式函数观测器的状态反馈在平凉4×300MW单元机组中的应用

单元机组被控对象本是非线性系统,本文在机理性数学模型的基础上,给出了其增量式观测器IFO-KΔAx的状态空间描述,并将基于。IFO-KΔx的状态反馈与常规PID控制相结合。采用状态反馈控制克服受控对象的时滞与惯性,提高控制系统的快速性和负荷适应能力,应用PID控制来保证受控对象的稳态指标。实践表明:IFO-KΔx对受控对象的数学模型要求不高,特别是应用于迟滞和惯性较大的受控对象时,所设计的观测器具有很好的鲁棒性。该控制方案应用于平凉电厂4X300MW单元机组的机炉协调及主汽温等控制系统中取得了优良的控制效果,其控制算法简单实用,且便于推广。     

本生直流炉机炉协调控制系统的设计新方法及其工程应用

直流炉的控制技术是热控领域一个重要的研究课题,与汽包炉有较大的差别,该文从直流炉非线性数学模型的结构入手,导出其线性增量型数学模型,进而采用状态空间法加以描述,建立了相应的增量式状态观测器,分别设计了新型的适用于直流炉的机炉协调控制系统、锅炉给水控制系统和过热器蒸汽温度控制系统.通过在实践中对上述控制系统的整定与优化,取得了优良的控制效果：机组在大负荷范围（80MW）和高负荷变化速率（9MW/min）的工况下减负荷时,过热器出口汽温、机前压力和有功功率等参数的调节品质满足电力系统热工自动化的行业标准.现场实时控制的应用效果展示了该项技术的先进性和实用性,同时也为超临界机组控制策略的选择提供了参考和借鉴.     

基于IGPC的火力发电机组主汽温预测控制策略

针对火力发电机组燃气锅炉主汽温控制系统大惯性、大时滞、扰动大等特点,提出一种基于隐式广义预测控制(implicit generalized predictive control,IGPC)的主汽温预测控制策略。以主汽温为被控量,减温水流量为控制量,设计应用于燃气发电锅炉主汽温控制系统的隐式广义预测控制策略,通过建立主汽温预测模型,使用滚动优化对目标函数进行输出预测,构建最优控制律,并采用反馈校正在线修正预测值。仿真结果表明,与常规的串级比例积分微分(proportional-integral-derivative,PID)控制、动态矩阵控制和Smith预估补偿控制策略相比,在模型适配施加干扰的情况下,所设计的控制策略在67s左右达到设定值,超调量仅为4.28%;在模型失配情况下,施加干扰的调节时间为78.8s,超调量仅为8.66%。工程应用结果表明:主汽温控制偏差在±7℃左右,其稳定性得到了较大的改善,有效满足燃气发电锅炉主汽温控制系统的实际要求,该策略提高了控制系统的鲁棒性。     

600MW超临界机组汽温控制策略研究

针对某600 MW超临界直流锅炉机组,设计了机组的主汽温和再热汽温控制策略。主汽温采用二级喷水减温控制,同时设计了双回路和串级控制策略;再热汽温主要采用烟气挡板调节,辅助采用喷水减温控制。运行实践表明,机组运行稳定,主汽温和再热汽温控制策略有效。     

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。     

基于状态观测器的状态反馈控制在300MW单元机组协调控制系统中的应用

在单元机组机理性数学模型的基础上，设计了一种增量式状态观测器，提出基于状态观测器的状态反馈与常规PID控制相结合的新型控制方法。采用状态反馈控制克服锅炉的时滞与惯性，提高机组负荷适应能力，应用PID控制保证控制系统的稳态指标。该算法还具有在分散控制系统中易于实现的优点。该控制方案在一台300MW单元机组中的实际应用效果表明：采用基于增量式状态观测器的状态反馈控制，可有效克服锅炉的时滞与惯性，同时还由于其减缓了模型失配的程度，因而可克服非线性、参数慢时变等不确定性因素的影响，特别是当机组负荷发生较大变化时，本方案更显示出其优良的控制性能。     

带前馈补偿的主汽温DMC-PID串级控制策略

针对某发电厂300 MW机组的主汽温控制系统目前采用的比例-积分-微分(Proportion-integration-differentiation,PID)串级控制方式,因对象工艺繁杂、时间延迟大,且扰动影响因素多(负荷、压力、给水温度和流量),导致模型辨识复杂、控制手段实施难度大的问题,基于动态矩阵控制算法,提出一种带前馈补偿的主汽温度串级控制策略。现场应用表明:该方法在负荷不稳定时具有较好的控制效果。     

火电机组主汽温的模糊免疫PID控制研究

火电厂主汽温控制系统具有大惯性、大迟延和时变等特性,传统多采用基于模型的常规PID串级控制方法。本文借鉴生物免疫反馈响应过程的调节作用和模糊推理逻辑可逼近非线性函数的特性,提出将模糊免疫PID控制策略应用到火电厂主汽温控制系统中。火电厂汽温控制系统的仿真研究表明：该方法的控制效果优于常规的PID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。     

非线性PID控制器在主蒸汽温度控制中的应用

针对传统线性PID控制器中控制参数固定导致的控制品质下降的问题,分析了控制参数与对象误差的理想变化关系,给出了控制参数随误差变化的非线性函数,基于此设计了非线性PID(NPID)控制器,并利用Simulink中的NCD模块对其进行了参数整定,并将NPID控制器应用于主蒸汽温度控制系统.仿真结果表明NPID较常规PID具有更好的控制品质和鲁棒性.     

专家PID控制在主汽温控制系统中的应用

火电厂主汽温控制系统具有大惯性、大迟延和时变等特性 ,其控制水平的高低直接影响到锅炉的热效率和过热器管道、汽轮机等设备的安全运行 ,将主汽温串级广义被控对象拟合为一阶加纯滞后模型结构后采用将专家控制原理与常规PID控制相结合构成专家PID控制策略。仿真研究表明 ,该方法的控制效果优于常规的PID控制 ,能适应对象参数的变化并表现出良好的控制品质 ,具有较强的鲁棒性和自适应能力     

火电厂主汽温系统扰动消除设计方法

火电厂主汽温系统具有大惯性、大延迟和时变等特性,采用常规PID串级控制方法解决主汽温系统的扰动消除问题,结果不甚满意。基于自适应逆控制理论,研究了主汽温系统扰动消除方法,并对实际600MW锅炉高温过热器的动态特性进行了仿真分析。针对主汽温系统导前区和惰性区的内、外2个回路,单独设计相应的扰动消除滤波器,导前区内回路的扰动被从内反馈回路滤波得到的扰动参考信号消除;惰性区输出端扰动从外反馈回路滤波得到扰动参考信号,在对象输入端实现扰动消除。仿真结果表明,该方案可较好地解决主汽温系统存在的内、外扰动问题,对主汽温系统的扰动消除具有较强的鲁棒性和自适应能力。     

超超临界机组主汽温控制策略研究

超超临界机组将是我国今后火电发展的主力机型,而主汽温控制又直接关系到机组的安全经济运行,因此开展了超超临界机组主汽温控制策略研究.首先对当前典型的超超临界主汽温控制策略进行研究,揭示了其主要特点,然后针对喷水减温调节,提出了一种基于GPC(General Predictive Control)增量的PID(Propor...     

火电厂主蒸汽温度系统的多模型PID控制

针对火电厂主蒸汽温度的时变性特征,设计了基于多模型的串级PID控制系统,并以某电厂锅炉5个局部工作点的主蒸汽温度为对象进行了仿真。仿真结果表明,基于多模型的串级PID控制策略能够较好的解决主蒸汽温度的时变性问题,其控制效果也相对较好。     

基于免疫遗传算法优化的汽温系统变参数PID控制

针对工程实际应用，提出了一种改进的变参数PID控制策略，新的控制策略不论对于调节还是设定值跟踪，均具有很好的控制效果，对于工业实际中常见的大滞后对象也有很好的抗干扰性能和较强的鲁棒性。为了使变参数皿控制取得更好的性能，提出了鲁棒整定的思想，并采用免疫遗传算法进行设计参数的鲁棒优化调整。通过对具有严重参数不确定性、多扰动以及大迟延的电厂主蒸汽温度被控对象进行的仿真研究结果表明，基于免疫反馈和遗传机制的免疫遗传算法具有全局优化的能力，对变参数PID控制的参数优化设计是成功和有效的，使得具有多模型特性的汽温控制系统在不同的负荷下均获得很好的调节品质。同时也表明，免疫遗传算法和变参数PID控制均具有较好的发展前景，可用于某些多模型系统的同时整定设计。     

基于自抗扰控制的火电厂主汽温控制系统及其参数整定

自抗扰控制器（ADRC）是通过改进经典比例积分微分（PID）控制的缺陷而形成的新型控制器,性能优良并且算法简单。针对火电厂过热汽温控制系统的大滞后、大惯性以及动态特性随工况变化的不确定性等特点,为了提高控制系统的动态性能和鲁棒性,文中给出了主汽温的自抗扰控制方案,该控制方案不需要精确模型参数而实现干扰补偿。在电厂热工过程控制实时仿真平台STAR-90上,使用集散控制系统自身控制模块实现了自抗扰控制系统的构建,这对于工程实际应用具有重要意义。以某超临界600 MW直流锅炉发电机组仿真机的主汽温为对象,进行ADRC控制下的变工况、10%扰动和快速减负荷（RB）实时仿真试验。结果表明,用ADRC技术建立的过热汽温控制系统与PID控制系统相比,该系统对被控对象特性的不确定性和外部扰动具有较强的适应性和鲁棒性,具有优良的控制性能。