循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)建模與控制系統(tǒng)研究.pdf

1、循環(huán)流化床(CFB)鍋爐具有燃料適應(yīng)性廣和減少有害氣體排放等優(yōu)點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用于火電廠及熱電廠。但由于其燃燒系統(tǒng)具有大滯后、強(qiáng)耦合、大慣性、非線性和多擾動等特性,常規(guī)控制方案很難實(shí)現(xiàn)有效控制。本論文針對循環(huán)流化床鍋爐的燃燒系統(tǒng)的特性進(jìn)行了建模與控制的研究,主要工作和成果主要有以下五點(diǎn)。
　　1)本文通過對國產(chǎn)75t/h循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)特性的深入研究,對燃燒系統(tǒng)中相互關(guān)聯(lián)的諸多因素進(jìn)行了分析,并在此基礎(chǔ)上對國產(chǎn)的75t/h循

2、環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行了系統(tǒng)的現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)建模。通過現(xiàn)場階躍擾動實(shí)驗(yàn),采集所需對象參數(shù),采用直接辨識算法，建立了給煤量、一次風(fēng)、二次風(fēng)對床溫和主汽壓的對象模型。通過對模型和現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析，提出了將二次風(fēng)和爐膛出口溫度引入實(shí)際控制系統(tǒng)時的改進(jìn)方法。
　　2)自抗擾控制器(ADRC)是解決具有大滯后、強(qiáng)禍合和多擾動等控制問題的有力工具，但是控制器設(shè)計(jì)上具有參數(shù)整定困難的問題。本文針對這個問題，提出了一種具有通用性的綜合整定算法。將非線性擴(kuò)張

3、狀態(tài)觀測器(ESO)的參數(shù)整定問題轉(zhuǎn)化為多目標(biāo)優(yōu)化問題，采用多目標(biāo)優(yōu)化算法NSGA-II對擴(kuò)張狀態(tài)觀測器的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，并采用基于模糊理論的擇優(yōu)算法在pareto解中確定擴(kuò)張狀態(tài)觀測器的整定后參數(shù)。對非線性反饋(NLF)的參數(shù)整定是在整定好擴(kuò)張狀態(tài)觀測器和跟蹤微分器(TD)的基礎(chǔ)上，采用最小二乘法進(jìn)行的。很多仿真實(shí)例證明，該整定算法具有一定的通用性。
　　3)針對循環(huán)流化床鍋爐主汽溫對象的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了ADRC-PI控制器，并采用

4、綜合整定算法對控制器進(jìn)行了參數(shù)整定。仿真證明了控制器的抗干擾性和模型適應(yīng)性以及整定算法的有效性。
　　4)基于對循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)特性的分析:針對其本身所具有的大滯后、大慣性、強(qiáng)禍合的控制特性，研究了大時滯系統(tǒng)和多變量系統(tǒng)的自抗擾控制器的應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上建立了循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)的自抗擾控制器，并采用綜合整定算法對控制器進(jìn)行了整定。仿真效果表明，該控制系統(tǒng)表現(xiàn)了良好的控制性能。
　　5)對循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)的混雜特