基于非線性反推理論的鍋爐-汽輪機單元協(xié)調控制.pdf

1、機爐協(xié)調控制系統(tǒng)是單元制發(fā)電機組的控制中樞，是電站生產自動化系統(tǒng)中最為核心的組成單元。本文針對一典型鍋爐．汽輪機單元非線性模型，應用非線性反推法的相關原理和方法研究了鍋爐—汽輪機單元協(xié)調控制系統(tǒng)的設計和性能評價問題，致力于提高協(xié)調控制系統(tǒng)克服對象多變量耦合、非線性和參數不確定性的能力，提高單元制發(fā)電機組的運行水平。 論文的研究內容及取得的主要成果體現在以下四個方面： ①基于線性模型的反推協(xié)調控制系統(tǒng)設計：線性化鍋爐—汽輪

2、機單元模型，進而分解出核心耦合部分，應用反推法進行控制律設計：為了便于工程實現，通過適當變換，將核心控制器轉換成PID形式：利用核心耦合部分與線性化模型的對應關系得到反推協(xié)調控制器；在某500MW機組鍋爐—汽輪機單元非線性模型上的仿真研究表明，該系統(tǒng)在額定負荷點附近具有良好的解耦能力和給定值跟隨性能。 ②基于非線性模型的反推協(xié)調控制系統(tǒng)設計：直接針對非線性鍋爐—汽輪機單元模型進行反推法的研究，通過模型的預處理，將原系統(tǒng)分解成兩個

3、子系統(tǒng)，通過合理選擇虛擬控制變量，逐步構造出偏差信號的李亞普諾夫函數，進而設計出非線性機爐協(xié)調控制器，并將其轉換成PID控制器形式：在某500MW機組非線性模型上的仿真試驗表明，在大范圍變工況條件下，該控制策略依然具有良好的負荷跟隨性能，能夠有效克服輸出功率和主蒸汽壓力通道的耦合作用。 ③考慮參數不確定性的非線性自適應反推協(xié)調控制系統(tǒng)設計：在非線性反推協(xié)調控制系統(tǒng)設計的基礎上，將不確定參數對系統(tǒng)調節(jié)品質的影響考慮進去，重新構造偏

4、差函數和相應的李亞普諾夫函數，通過逐步反推的方式，得到反推控制律和不確定參數的自適應更新率，并將最終的協(xié)調控制律轉換成PID形式：在某500MW機組非線性模型上的仿真研究表明，自適應環(huán)節(jié)的添加有效地抵消了參數不確定性對系統(tǒng)的影響。 ④反推協(xié)調控制系統(tǒng)性能評價：通過時間序列分析方法，對設計出的鍋爐—汽輪機單元反推協(xié)調控制系統(tǒng)的運行數據建立時間序列模型，從中提取出反饋不變項，用以估計系統(tǒng)的最小方差：然后基于實用型最小方差基準，對論文