超超临界机组汽温控制策略研究及应用

由于超超临界机组复杂的动态特性、变参数的运行方式、多变量的控制特点,采用传统的设计方法难以对超超临界机组主汽温进行有效的控制,因此开展了超超临界机组主汽温控制策略研究。通过对当前典型的超超临界主汽温控制策略进行分析,针对中电芜湖发电厂660 MW超超临界机组汽温被控对象的特性,设计了新型的过热汽温控制系统。该系统分别采用控制给水中间点焓值的方法实现过热汽温的粗调,并采用基于物理机理的减温水控制方案实现过热汽温的细调。在大负荷范围和高负荷变化速率的工况下,通过对控制系统的整定和优化,克服了过热汽温大延迟和大惯性的缺点,调节品质优良,提高了机组运行的经济性。为今后同类型系统设计、调试提供了借鉴。     

600 MW超超临界机组控制策略研究

600 MW超超临界机组的热工控制面临许多新的问题,具体到热工控制回路而言,超超临界机组主要增加了启动系统控制回路和水煤比控制回路,而且在给水系统控制回路、燃料系统控制回路、过热汽温控制回路以及机组级控制和运行方式上有了新的变化.这就对超超临界机组的热工控制提出了新的要求,以华能营口发电厂600 MW超超临界3#、4#机组为例,就上述问题的控制特点和控制策略进行讨论,以期为同类机组热工控制系统的设计提供参考.     

600MW超超临界机组控制策略研究

600 MW超超临界机组的热工控制面临许多新的问题,具体到热工控制回路而言,超超临界机组主要增加了启动系统控制回路和水煤比控制回路,而且在给水系统控制回路、燃料系统控制回路、过热汽温控制回路以及机组级控制和运行方式上有了新的变化.这就对超超临界机组的热工控制提出了新的要求,以华能营口发电厂600 MW超超临界3#、4#机组为例,就上述问题的控制特点和控制策略进行讨论,以期为同类机组热工控制系统的设计提供参考.     

模糊Smith串级复合控制系统仿真研究

针对控制对象存在大惯性、纯迟延和参数时变的情况,对典型PID串级控制系统加以改进,提出了模糊Smith串级复合控制策略,将Smith预估器引入副回路并利用模糊控制器作为主控制器。仿真结果表明,该控制策略能有效克服大纯滞后对控制系统稳定性的影响,且具有动态性能好等特点。     

基于神经网络的主汽温控制系统

针对火电厂主汽温被控对象的大迟延、模型不确定性,设计了基于神经网络的主汽温控制系统。系统结构为串级系统。内回路采用常规比例调节器,外回路采用带辨识器的单神经元ＰＩＤ控制器。辨识器为３层ＢＰ网络结构,以广义δ规则为学习规则。控制器学习算法为有监督的Ｈｅｂｂ算法,教师信号由系统定值和辨识器输出构成。对系统在多种工况下的仿真结果表明,所设计的系统在控制品质、鲁棒性方面明显优于主汽温常规ＰＩＤ控制系统。     

神经网络内模控制及其在大迟延系统中的应用

针对大迟延非线性系统,设计了一种基于神经网络和内模控制理论的控制系统。系统结构为串级,内回路采用常规比例控制;外回路采用神经网络内模控制。辨识器和控制器均采用3层BP网络实现,并用加入动量项的BP算法来训练网络。以电厂主汽温对象为例对系统进行多种负荷下的仿真验证,结果表明,所设计的系统在模型变化时具有较好的控制品质和鲁棒性及抗干扰性,明显优于常规主汽温控制系统。     

基于遗传算法的广义预测PID控制及其在锅炉主汽温系统中的应用

针对超超临界机组的主汽温控制,提出了一种广义预测PID控制方法,该方法采用改进遗传算法对PID控制器参数进行在线优化.采用了一种基于广义预测控制性能指标的遗传算法寻优思路,建立了主、副回路PID参数优化模型;在选择、交叉和变异算子方面,初始种群设计方面和交叉、变异概率调整方面对遗传算法进行了改进.最后对广东潮州电厂某锅炉现场连续运行的历史数据进行了控制仿真,结果表明采用基于改进遗传算法的预测PID控制策略后,系统在动、静态特性和变负荷能力上均比常规串级系统效果更好.     

基于多模型的内模控制及其在电厂过热汽温中的应用

针对电厂过热汽温被控对象具有大惯性、大滞后特性且对象参数随负荷变化较大等因素,提出了一种基于多模型的内模控制策略。将副回路系统与惰性区等效为一个广义被控对象,通过在不同工况辨识得到其多模型,设计出相应的内模控制器,根据运行工况选择相应的控制器,从而实现全工况运行的自适应控制。仿真结果表明,该控制策略比常规的单内模控制在大范围具有更好的控制品质。     

基于模糊自适应PID的主汽温控制系统

为了改善传统串级PID主汽温度控制系统的控制效果,提出了采用模糊自适应控制器的串级主汽温控方案.主调节器采用模糊自适应PID控制器,副调节器采用传统PID调节器.利用模糊规则,主调节器PID参数可根据误差信号动态调整.仿真结果表明,该系统在机组负荷较大范围变化时,其控制品质优于传统PID串级控制系统.     

神经网络智能串级控制在过热器喷水减温系统中的应用

某600 MW超超临界机组参与电网一次调频和自动发电控制(AGC),机组负荷频繁变化、经常处于深度快速变负荷工况运行,且锅炉燃煤品种多变,导致机组过热汽温波动大、控制品质差。为此,将人工神经网络(ANN)与传统PID串级控制思想结合,提出一种外环采用神经网络逆控制、内环采用PID控制器的过热器喷水减温智能串级控制策略。首先利用该机组的历史运行数据对各级过热器的汽温特性进行逆建模,在此基础上基于罗克韦尔PLC控制器开发了汽温外挂优化控制系统,经调试后在现场稳定投运。应用结果表明,采用本文的智能控制策略,有效减小了一次调频和AGC深度变负荷过程中机组过热汽温的波动,大大提高了汽温的动态和稳态控制品质,减少了运行人员对汽温设定值的频繁干预,增强了机组对AGC深度调峰的适应能力。     

基于分数阶自抗扰技术的核电站稳压器压力控制

针对传统PID在复杂的核电站稳压器控制系统中无法获得良好的控制效果的问题,提出了分数阶自抗扰控制器(FOADRC).该控制器将分数阶控制器与自抗扰控制器相结合,不仅具备分数阶控制器的快速与高精度特点,还具备自抗扰控制器的强鲁棒性和抗扰动性能,解决了ADRC技术中非线性状态误差反馈控制律调参较困难的问题.建立的稳压器压力控制的Simulink仿真模型表明,分数阶自抗扰控制器与传统PID控制和ADRC控制相比具有更加优良的性能指标.     

基于改进灰狼优化算法自抗扰控制器在火电燃料控制系统中的应用

针对火电厂燃料控制这一非线性、滞后性、强干扰的被控对象,设计基于改进灰狼优化算法的自抗扰控制器。对燃料控制系统不同工况进行了阶跃仿真实验、扰动测试、鲁棒性测试以及变工况实验。实验结果表明,相较于传统比例-积分(PI)控制器和专家经验整定的自抗扰控制器,改进灰狼优化算法的自抗扰控制器可以实现燃料量的快速、稳定调节,在抗扰动及变工况过程中有较好的控制效果,具有较强的鲁棒性。     

基于自抗干扰的装配机器人阻抗控制技术

为了提升机器人装配作业的精确性和柔顺性,提出改进型自抗扰阻抗控制策略.该策略通过自抗扰控制器生成新期望力来调整机器人末端工具坐标系的位置,实现精确的力跟踪.通过扰动观测器观测环境信息并补偿控制系统的期望力,提高控制系统对环境参数的适应性.引入阻抗模型改进扰动观测器,使观测器的响应速度增大,力跟踪的精度提高.基于六自由度机器人的精密轴孔装配实验结果表明,与传统阻抗控制相比,基于自抗扰控制（ADRC）的阻抗控制能够在较小的接触力误差下完成装配,且基于改进型自抗扰控制的阻抗控制的力平均误差比改进前自抗扰控制减小12.0%～28.2%.     

基于改进鲸鱼优化算法的自抗扰控制器在硼酸浓度稀释控制中的应用

针对核电厂一回路冷却剂硼酸浓度存在大惯性、大时滞的问题，提出了基于改进鲸鱼优化算法的自抗扰控制器。首先，对自抗扰控制公式进行推导，得出自抗扰控制器中关键参数对于目标函数的影响；其次，针对自抗扰控制器存在调节参数过多、工程整定复杂的缺点，采用鲸鱼优化算法对控制器参数进行自适应整定；然后，改进鲸鱼优化算法中的收敛因子，对控制器关键参数寻优，得到目标函数最优值；最后，利用Simulink仿真平台，完成不同工况下的阶跃仿真实验。实验结果表明，该方法可以实现核电厂一回路在不同工况下冷却剂硼酸浓度稀释的快速稳定调节，较好完成核反应堆功率跟踪。     

基于专家规则的超临界机组汽温关联控制技术

超（超）临界机组燃水控制点至主汽温测点间的控制环节多、流程跨度长,在传统的汽温控制策略中,各级汽温控制相互独立,各环节间缺乏协调统一性,系统抗扰动能力差。研究了基于专家控制规则的汽温关联控制策略,将汽温控制对象扩展到从水冷壁至末级过热器整个热量流程上,控制目标不再是单一维持末级汽温稳定,而要始终确保整个汽温流程链中各点温度稳定,有效抑制了锅炉超温现象。     

火电厂主汽温控制系统的自抗扰控制仿真研究

针对主汽温控制系统的特点,应用先进的自抗扰控制技术(ADRC),提出了主汽温控制系统的ADRC-PI与ADRC-ADRC两种控制方案,内回路采用PI或ADRC控制,外回路采用ADRC控制。仿真试验结果表明,相对于常规的PI-PI控制方案,ADRC-PI与ADRC-ADRC两种控制方案具有更好的控制品质和强鲁棒性,不仅可以有效地克服干扰,而且在对象特性参数变化较大时仍能获得稳定的控制品质。其中,ADRC-ADRC的控制品质要比ADRC-PI更好些。     

永磁同步电机自抗扰控制研究

将自抗扰控制引入永磁同步电机的速度环控制中,为减少算法计算量和降低参数调整难度,对非线性自抗扰控制进行结构优化和线性化处理,完成永磁同步电机的线性自抗扰控制器设计和仿真分析.仿真结果表明,自抗扰控制较常规PI控制抗负载扰动能力强,对不同转速的运行具有较强适应性.     

一种类电磁机制算法在锅炉主汽温系统的研究

针对主汽温控制对象的特点,改进类电磁机制算法的不足,对串级主汽温控制系统控制器参数进行优化,选定了3个稳定工况点模型进行仿真实验,改进后的控制系统具有较强鲁棒性,能适应现场复杂多变的情况,满足电厂控制的需求。     

自抗扰技术在四旋翼飞行姿态控制中的应用

介绍了自抗扰控制器的结构组成,包括跟踪微分器、扩张状态观测器以及非线性状态误差反馈律,并给出了各部分的典型算法．针对四旋翼盘旋系统的姿态控制问题,设计了连续型和离散型两种自抗扰控制器,在Simulink下搭建了仿真结构图,并进行了参数整定．仿真结果表明,文中所设计的自抗扰控制器可以满足控制精度及快速性的要求,并且具有强鲁棒性、抗干扰性能以及对非线性强耦合系统的解耦能力．