火電廠熱工過(guò)程優(yōu)化控制策略及應(yīng)用研究.pdf

1、針對(duì)火電機(jī)組單機(jī)容量和參數(shù)不斷提高,熱工過(guò)程和系統(tǒng)更加復(fù)雜,過(guò)程非線性、時(shí)變性、大遲延、大慣性、強(qiáng)耦合性和不確定性越來(lái)越嚴(yán)重,建模十分困難的情況,對(duì)適應(yīng)于大型火電機(jī)組熱工過(guò)程控制系統(tǒng)的優(yōu)化策略進(jìn)行了研究,以解決目前優(yōu)化控制中的一些難點(diǎn)問(wèn)題,提高火電機(jī)組自動(dòng)化水平,確保大型火電機(jī)組運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性和可控可調(diào)性。提出了控制系統(tǒng)“時(shí)間尺度”的慨念,并結(jié)合工程實(shí)踐積累的經(jīng)驗(yàn),給出了一套PID控制器參數(shù)工程整定方法。該方法完全擺脫了被控對(duì)象數(shù)

2、學(xué)模型的限制,現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用簡(jiǎn)單、有效。對(duì)二階系統(tǒng)的特性進(jìn)行了深入的分析,應(yīng)用梯度最速下降方法進(jìn)行系統(tǒng)辨識(shí)，給出了二階系統(tǒng)參數(shù)變化擾動(dòng)的補(bǔ)償公式和基于此公式設(shè)計(jì)的[oPt優(yōu)化策略〕。
　　構(gòu)建了一種基于經(jīng)典力學(xué)勻加速運(yùn)動(dòng)方程的系統(tǒng)狀態(tài)觀測(cè)器口D。證明了該觀測(cè)器在合適選擇參數(shù)后是一致漸近穩(wěn)定的，并且是對(duì)完全可觀系統(tǒng)位置、速度和加速度的無(wú)偏估計(jì)。并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了運(yùn)用口D組態(tài)的控制系統(tǒng)SCOD，其能夠自動(dòng)消除內(nèi)、外干擾的影響，魯棒性能良好，

3、具有工程實(shí)用價(jià)值。
　　針對(duì)確定性大時(shí)滯對(duì)象，給出了PID控制系統(tǒng)參數(shù)的另一種工程整定方法，即參數(shù)整定兩步法。該方法只需要調(diào)整控制器的一個(gè)前置系數(shù)，即可克服系統(tǒng)純滯后的影響，使得大時(shí)滯控制系統(tǒng)PID參數(shù)整定簡(jiǎn)單化。
　　針對(duì)時(shí)變大時(shí)滯對(duì)象，給出了兩種改進(jìn)設(shè)計(jì)方法。一是在史密斯預(yù)估控制系統(tǒng)中加入了【oPt優(yōu)化策略]，這個(gè)優(yōu)化策略能夠在被控對(duì)象模型未知的情況下直接補(bǔ)償系統(tǒng)，消除系統(tǒng)參數(shù)不確定因素和干擾的影響。二是通過(guò)把大時(shí)滯系統(tǒng)

4、分解成多個(gè)小時(shí)間常數(shù)的一階系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一種基于極點(diǎn)配置的狀態(tài)觀測(cè)器，并基于此構(gòu)建了控制系統(tǒng)，此法可以有效消除系統(tǒng)韻動(dòng)態(tài)偏差，提高系統(tǒng)的控制品質(zhì)。
　　基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性，設(shè)計(jì)了一種通用控制器。指出魯棒控制器和內(nèi)模控制器雖然設(shè)計(jì)方法和理論不同，但它們的傳遞函數(shù)與本文設(shè)計(jì)的通用控制器等價(jià)，在經(jīng)典動(dòng)力學(xué)意義上具有統(tǒng)一性。并根據(jù)統(tǒng)一性分析，對(duì)二階系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)擴(kuò)展，引入加速度控制項(xiàng)，改進(jìn)了二次型優(yōu)化算法，求解了PID控制參數(shù)。
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