基于子空間辨識(shí)的火電鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)預(yù)測(cè)控制研究.pdf

1、隨著電力行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益加劇、全球能源日益短缺、環(huán)境保護(hù)要求越來越嚴(yán)格，火電機(jī)組迫切需要提高其鍋爐燃燒系統(tǒng)的運(yùn)行水平，以達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)。本文圍繞火電鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)先進(jìn)控制策略設(shè)計(jì)展開，通過理論研究和工業(yè)過程現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)分析相結(jié)合的方法，提出了火電鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)基于子空間辨識(shí)的預(yù)測(cè)控制器設(shè)計(jì)方法。
　　 本文總結(jié)了子空間辨識(shí)方法的基本理論及算法，概括了經(jīng)典子空間辨識(shí)算法的三個(gè)主要運(yùn)算步驟：首先計(jì)算特定Hankel矩陣的行空間投影；再通過對(duì)

2、投影結(jié)果進(jìn)行奇異值分解，獲取系統(tǒng)的廣義能觀矩陣及狀態(tài)序列的Kalman濾波估計(jì)；最后由廣義能觀矩陣或狀態(tài)序列確定系統(tǒng)的矩陣參數(shù)。通過引入主元分析的方法可以顯著提升子空間辨識(shí)算法的性能。論文針對(duì)狀態(tài)空間模型階次的確定方法也做了深入分析和討論。
　　 預(yù)測(cè)控制技術(shù)因其優(yōu)良的性能在工業(yè)過程控制中得到了廣泛應(yīng)用。在子空間辨識(shí)獲取系統(tǒng)狀態(tài)空間模型的基礎(chǔ)上，論文詳細(xì)給出了基于狀態(tài)空間模型預(yù)測(cè)控制器的設(shè)計(jì)方法。然后通過對(duì)比子空間辨識(shí)算法和模型

3、算法控制，分析了如何利用輸入輸出數(shù)據(jù)的Hankel矩陣，通過子空間的方法直接獲取對(duì)象脈沖響應(yīng)序列矩陣，并將其用于預(yù)測(cè)控制設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法。
　　 火電鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)是燃燒系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，其工作效率的高低、控制性能的好壞直接關(guān)系到鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。風(fēng)煙系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)鍋爐系統(tǒng)燃料量、送風(fēng)量和引風(fēng)量實(shí)現(xiàn)對(duì)爐膛燃燒的控制和優(yōu)化。本文詳細(xì)介紹了風(fēng)煙系統(tǒng)的一次風(fēng)壓控制系統(tǒng)、二次風(fēng)壓控制系統(tǒng)、煙氣氧含量控制系統(tǒng)和爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)