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。