一种锅炉系统中的氧气浓度控制方法、装置、设备及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109695893A(43)申请公布日2019.04.30(21)申请号201811641000.4(22)申请日2018.12.29(71)申请人广东工业大学地址510060广东省广州市越秀区东风东路729号大院(72)发明人高健刘亚超汪昕杨陈逸张揽宇王晓亮张金迪(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人罗满(51)Int.Cl.F23N5/00(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图5页(54)发明名称一种锅炉系统中的氧气浓度控制方法、装置、设备及系统(57)摘要本申请公开了一种锅炉系统中的氧气浓度控制方法，包括：接收输入的目标氧气浓度信号以及传感器发送的实际氧气浓度信号；计算目标氧气浓度信号与氧气浓度观测信号的误差信号；氧气浓度观测信号为实际氧气浓度信号的观测信号；根据误差信号计算初始超前控制量；根据初始超前控制量和超前扰动观测信号计算总超前控制量；超前扰动观测信号和氧气浓度观测信号均为根据总超前控制量和实际氧气浓度信号而计算生成；输出总超前控制量至锅炉系统中的氧气浓度调节阀以调节实际氧气浓度信号。本申请基于超前扰动观测信号进行控制补偿，提高了响应速度和控制效果。本申请还公开了一种锅炉系统中的氧气浓度控制装置、设备及系统，同样具有上述有益效果。CN109695893ACN109695893A权利要求书1/2页1.一种锅炉系统中的氧气浓度控制方法，其特征在于，包括：接收输入的目标氧气浓度信号以及传感器发送的实际氧气浓度信号；计算所述目标氧气浓度信号与氧气浓度观测信号的误差信号；所述氧气浓度观测信号为所述实际氧气浓度信号的观测信号；根据所述误差信号计算初始超前控制量；根据所述初始超前控制量和超前扰动观测信号计算总超前控制量；所述超前扰动观测信号和所述氧气浓度观测信号均为根据所述总超前控制量和所述实际氧气浓度信号而计算生成；输出所述总超前控制量至所述锅炉系统中的氧气浓度调节阀以调节所述实际氧气浓度信号，直至所述误差信号小于预设误差阈值。2.根据权利要求1所述的氧气浓度控制方法，其特征在于，所述超前扰动观测信号和所述氧气浓度观测信号具体通过下式计算生成：对所述总超前控制量u(t+τ)进行延迟处理以获取同步控制量u(t)；根据计算所述氧气浓度观测信号z1(t)、扰动观测信号z2(t)和扰动变化率观测信号z3(t)；其中，y(t)为所述实际氧气浓度信号；β1、β2和β3均为输出观测参数；b0为增益参数；τ为所述锅炉系统的时滞参数；根据所述扰动观测信号z2(t)和所述扰动变化率观测信号z3(t)计算所述超前扰动观测信号z2(t+τ)。3.根据权利要求2所述的氧气浓度控制方法，其特征在于，所述输出观测参数分别为：β1＝2wo；β3＝0.1wo；其中，wo为输出观测带宽。4.根据权利要求2所述的氧气浓度控制方法，其特征在于，所述根据所述扰动观测信号z2(t)和所述扰动变化率观测信z3(t)号计算所述超前扰动观测信号z2(t+τ)包括：根据z2(t+τ)＝z2(t)+α·τ·z3(t)计算所述超前扰动观测信号z2(t+τ)；其中，α为调节参数。5.根据权利要求1所述的氧气浓度控制方法，其特征在于，所述根据所述误差信号计算初始超前控制量包括：获取所述误差信号的各阶微分信号；根据计算所述初始超前控制量u0(t+τ)；其中，ei(t)为所述误差信号e(t)的第(i-1)阶微分信号；τ为所述被控对象的时滞参数；ki为控制参数；α为调节参数；i＝1,2,…,n-1；n为微分阶数。6.根据权利要求2所述的氧气浓度控制方法，其特征在于，所述控制参数为其中，wc为控制带宽。7.根据权利要求1至6任一项所述的氧气浓度控制方法，其特征在于，所述根据所述初始超前控制量和超前扰动观测信号计算总超前控制量包括：2CN109695893A权利要求书2/2页根据u(t+τ)＝[u0(t+τ)-z2(t+τ)]/b0计算所述总超前控制量u(t+τ)；其中，z2(t+τ)为超前扰动观测信号；u0(t+τ)为初始超前控制量；b0为增益参数；τ为所述锅炉系统的时滞参数。8.一种锅炉系统中的氧气浓度控制装置，其特征在于，包括：接收模块，用于接收输入的目标氧气浓度信号以及传感器发送的实际氧气浓度信号；计算模块，用于计算所述目标氧气浓度信号与氧气浓度观测信号的误差信号；所述氧气浓度观测信号为所述实际氧气浓度信号的观测信号；超前控制模块，用于根据所述误差信号计算初始超前控制量；补偿控制模块，用于根据所述初始超前控制量和超前扰动观测信号计算总超前控制量；超前观测模块，用于根据所述总超前控制量和所述实际氧气浓度信号而计算生成所述超前扰动观测信号和所述氧气浓度观测信号；输出模块，用于输