火電廠熱工對象先進控制策略研究——多變量及鍵圖控制.pdf

1、DCS在中國火電機組中雖已廣泛應(yīng)用,但其控制策略均采用常規(guī)PID控制.因火電機組控制對象的復(fù)雜性,其設(shè)備和工作原理涉及多個領(lǐng)域,多個變量,動態(tài)特性具有非線性、大滯后和時變等特點,這種基于單回路固定模型的傳統(tǒng)控制策略限制了控制品質(zhì)的提高,因此開發(fā)出適合火電廠過程的先進控制策略具有重要意義.該文深入研究了多變量熱工對象的先進控制策略問題,同時對鍵圖模型先進控制進行了初步探索,主要內(nèi)容可歸納為:針對非線性多變量對象,提出了基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非

2、線性控制策略,使非線性引發(fā)的解耦模型無法實現(xiàn)和線性控制器品質(zhì)差的問題,得到有效解決.文中首次提出了一種模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法:移動小論域法,設(shè)計了規(guī)則少的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)非線性在線新控制器,并提出基于分散預(yù)測補償和基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)非線性補償器的兩種模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多變量控制方案,針對大時滯多變量對象,設(shè)計了基于內(nèi)模解耦的先進控制方案.內(nèi)模控制含有Smith預(yù)估和逆控制思想,再融合解耦技術(shù),可獲得大時滯多變量對象高的控制品質(zhì).文中給出基于對消法的無時滯

3、和有時滯兩種多變量對象的時域內(nèi)模解耦方案;又基于預(yù)測內(nèi)模設(shè)計法,首次提出基于單值MAC的內(nèi)模解耦多變量控制算法,包括輸入無約束和輸入有約束兩種情況.從提高實時性角度出發(fā),對大時滯多變量對象,該文還提出了在線計算復(fù)雜性低的預(yù)測函數(shù)先進控制策略.文中給出一階時滯對象預(yù)測函數(shù)與P規(guī)范串聯(lián)前饋解耦技術(shù)相結(jié)合的多變量透明控制方案,又首次提出預(yù)測函數(shù)的多變量直接控制算法,并研究其在遲延平衡和遲延不平衡兩種類型多變量對象上的解耦特性.為拓寬熱工過程先

4、進控制策略的研究領(lǐng)域,該文還對目前國際上新興的鍵圖模型控制進行了初探.首次將鍵圖模型引入國內(nèi)熱力系統(tǒng)動力學(xué)領(lǐng)域,并直接研究基于鍵圖模型的新型控制方法.文中成功首創(chuàng)了火電廠自然循環(huán)鍋爐蒸發(fā)系統(tǒng)鍵圖模型,汽包水位的動態(tài)仿真曲線證實,鍵圖模型精度高;提出的基于無因果劃鍵圖模型的定性和定量信息混合控制方法,具有魯棒性和精確性兼顧的好控制品質(zhì).最后將上述先進控制策略進行了應(yīng)用仿真.非線性多變量球磨機對象和具有大慣性、大時滯耦合的汽-汽交換器多變量