有機(jī)朗肯循環(huán)余熱利用過程建模與控制.pdf

1、本文以有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)中蒸發(fā)器和渦旋式膨脹機(jī)為研究對(duì)象，首先借鑒前人的移動(dòng)邊界建模的思想，詳細(xì)地?cái)⑹隽苏舭l(fā)器的建模過程，并將蒸發(fā)器的數(shù)學(xué)模型通過借鑒前人的工作，將其轉(zhuǎn)化為狀態(tài)空間的形式。重點(diǎn)是通過在對(duì)在額定工況下蒸發(fā)器數(shù)學(xué)模型的分析，了解到蒸發(fā)器是一個(gè)具有非最小相位、時(shí)變性以及不確定性的系統(tǒng)，根據(jù)這一特點(diǎn)，將基于遺忘因子的遞推最小二乘法的廣義最小方差自校正控制應(yīng)用到蒸發(fā)器中。通過仿真可以看出，控制系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能都達(dá)到了令人滿意的要

2、求，同時(shí)也展示了其強(qiáng)抗干擾能力。該方法在ORC系統(tǒng)中蒸發(fā)器的應(yīng)用取得了良好的效果，為今后關(guān)于ORC系統(tǒng)蒸發(fā)器控制的研究起到了一定的參考作用，具有一定的價(jià)值和意義。
　　 其次，在前人關(guān)于渦旋式膨脹機(jī)研究的基礎(chǔ)上，為了設(shè)計(jì)渦旋式膨脹機(jī)控制系統(tǒng)，通過對(duì)渦旋式膨脹機(jī)的機(jī)理進(jìn)行分析，以膨脹機(jī)進(jìn)氣管道及進(jìn)氣腔、膨脹腔、排氣腔等組建的靜態(tài)數(shù)學(xué)關(guān)系為基礎(chǔ)，建立了閥門開度與膨脹機(jī)進(jìn)氣管道壓力和膨脹機(jī)內(nèi)部功率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速兩組非線性微分方程，通過膨脹

3、機(jī)進(jìn)氣管道壓力與膨脹機(jī)內(nèi)部功率之間的聯(lián)系，最終得到了閥門開度與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的動(dòng)態(tài)模型。仿真結(jié)果表明建立的動(dòng)態(tài)模型與實(shí)際的渦旋式膨脹機(jī)特性及運(yùn)行規(guī)律相符。針對(duì)渦旋式膨脹機(jī)模型具有時(shí)變、不確定性等特點(diǎn)，借鑒生物免疫系統(tǒng)中的反饋機(jī)制，結(jié)合模糊控制的特點(diǎn)，提出了模糊免疫自適應(yīng)PID控制算法，并將其應(yīng)用于ORC系統(tǒng)的渦旋式膨脹機(jī)系統(tǒng)中，通過與傳統(tǒng)PID仿真對(duì)比可以看出，該算法超調(diào)量小、響應(yīng)速度快、無(wú)靜態(tài)誤差，而且魯棒性強(qiáng)和抗干擾能力高;還分析了參數(shù)K