監(jiān)督預測控制在有機朗肯循環(huán)(ORC)系統(tǒng)中的應用.pdf

1、低溫余熱資源廣泛存在于各工業(yè)過程中,總量巨大,實現(xiàn)余熱有效利用具有巨大的經(jīng)濟和社會效益。在低溫熱能發(fā)電領(lǐng)域,基于有機朗肯循環(huán)的熱力發(fā)電系統(tǒng)因具有效率高,對設(shè)備要求較低,采用有機工質(zhì)減少環(huán)境污染等特點而受到廣泛重視。其中膨脹機與蒸發(fā)器為系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié),它們的運行直接影響到系統(tǒng)的效率與安全,本文對其數(shù)學模型以及先進控制策略進行了研究。
　　 本文在深入分析渦旋膨脹機工作過程的基礎(chǔ)上,對已有渦旋膨脹機經(jīng)驗模型進行深入分析,考慮到工質(zhì)泄

2、漏現(xiàn)象的影響,對模型進行簡化,建立渦旋膨脹機的動態(tài)數(shù)學模型,并按照調(diào)節(jié)系統(tǒng)的原理,建立渦旋膨脹機電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)。渦旋膨脹機調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有非線性、不確定性等特點,針對這一問題,本文將單變量監(jiān)督預測控制應用到渦旋膨脹機調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。監(jiān)督預測控制(SPC)是基于廣義預測控制算法發(fā)展起來的一種先進控制算法,是針對復雜系統(tǒng)的一類有效的優(yōu)化控制策略,通過在通常的校正級上面加一層監(jiān)督級而實現(xiàn),且性能指標中包括了調(diào)節(jié)指標和經(jīng)濟指標在內(nèi)的多重目標,具有更通用的

3、使用價值。同時,為提高這種算法的運行優(yōu)化時間,文中同時對改進的監(jiān)督預測控制算法進行研究,實現(xiàn)單變量監(jiān)督預測控制算法的改進,并將其應用到膨脹機調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。結(jié)果表明,與廣義預測控制算法相比較監(jiān)督預測控制及其改進算法有效改善了調(diào)節(jié)系統(tǒng)的性能,具有良好的控制效果和跟蹤能力。
　　 蒸發(fā)器作為有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)中的能量交換設(shè)備在系統(tǒng)中起著關(guān)鍵的作用,其受熱源隨機性變化和其他不穩(wěn)定性因素影響較大,難于控制。在蒸發(fā)器的研究中,本文對移動邊界法建