多變量控制在基準鍋爐中的應(yīng)用研究.pdf

1、從工業(yè)革命到今天為止，工業(yè)自動化控制系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜。在電力系統(tǒng)和化工系統(tǒng)中，通常使用多種類型燃料的汽包鍋爐來產(chǎn)生蒸汽。在火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)中，鍋爐控制是最重要的任務(wù)之一。鍋爐控制系統(tǒng)是一個多變量輸入、多變量輸出(MIMO)、非線性和強耦合的動態(tài)過程，具有很大的慣性和復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，輸入輸出參數(shù)之間相互影響，是一個強耦合系統(tǒng)。此外，鍋爐控制過程通常工作在一個存在廣泛干擾的條件下。目前，傳統(tǒng)PID控制器在鍋爐控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用，但是

2、PID并不能很好的處理系統(tǒng)的非線性和多變量特性。因此，傳統(tǒng)的控制方法不能滿足汽包鍋爐控制系統(tǒng)的控制要求。
　　本文重點研究一個基準鍋爐系統(tǒng)的多變量智能控制技術(shù)，并對其存在的問題進行了探討。具體內(nèi)容包括:
　　1.為了提高控制系統(tǒng)的魯棒性，針對基準鍋爐設(shè)計了H∞回路成形控制器。為了控制器實現(xiàn)的方便，將高階H∞控制降階為一個多變量PID控制器，并且針對系統(tǒng)存在輸入約束問題，采用了抗回繞的補償措施。
　　2.為了處理系統(tǒng)耦合

3、以及輸入約束，針對基準鍋爐設(shè)計了模型預(yù)測控制。模型預(yù)測控制在每個采樣時刻內(nèi)進行優(yōu)化，可以將系統(tǒng)耦合及輸入約束等問題綜合考慮。
　　3.為了提高系統(tǒng)抗干擾的能力，針對基準鍋爐設(shè)計了自抗擾控制。自抗擾控制通過擴張狀態(tài)觀測器對系統(tǒng)內(nèi)擾和外繞進行估計，可以達到更好的抑制性能。針對系統(tǒng)輸入約束，采用了針對自抗擾控制的抗回繞補償措施。
　　本文對上述三種控制方法在基準鍋爐的設(shè)計、整定、以及仿真進行了詳細討論。仿真結(jié)果表明所采用的多變量控