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火电厂锅炉过热汽温控制系统优化设计仿真.pdf

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５卷第６期计算机仿真２０１８年６月 文章编号：１００６—９３４８（２０１８）０６—００９５—０６ 火电厂锅炉过热汽温控制系统优化设计仿真 寅ｎ旭阳，支０斌 （１．武汉科技大学信息科学与工程学院，湖北武汉４３００８１； ２．武汉科技大学教育部冶金自动化与检测技术工程研究中心，湖北武汉４３００８１） 摘要：针对过热汽温控制系统具有大惯性、大时滞特性且模型参数随负荷变化较大，传统控制算法难以获得良好控制性能， 提出了１ＧＰＣ—Ｑｒ＇ｒ串级控制算法。改进的广义预测自校正控制作为主控制器来抑制超调，克服系统大时滞特性，定量反馈 理论作为副控制器，对导前区不确定性与干扰进行抑制，并设计了一种简便的定量反馈理论控制器设计方法。通过与传统 广义预测一比例控制的仿真结果对比，提出的算法可使系统获得较好的跟踪性与鲁棒性，简化了副控制器的设计过程，满足 了系统在全工况下运行的控制要求。 关键词：过热汽温控制；定量反馈理论；改进的广义预测控制；定量反馈理论控制器设计的简便方法 中图分类号：ＴＰ２７３文献标识码：Ｂ ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＤｅｓｉｇｎａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＢｏｉｌｅｒＳｕｐｅｒｈｅａｔｅｄＳｔｅａｍ ＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｉｎＴｈｅｒｍａｌＰｏｗｅｒＰｌａｎｔ ＬＩＵＸｕ—ｙａｎｇ一．ＬＩＵＢｉｎ， （１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ＷｕｈａｎＨｕｂｅｉ４３００８１，Ｃｈｉｎａ； ２．ＥｎｇａｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌＡｕｔｏｍａｔｉｏｎａｎｄＤｅｔｅｃｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ， ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００８１，Ｃｈｉｎａ） ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｆｏｒｔｈｅｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｄｓｔｅａｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｌａｒｇｅｉｎｅｒｔｉａ，ｌａｒｇｅｔｉｍｅ ｄｅｌａｙ，ａｎｄｉｔｓｍｏｄｅｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｃｈａｎｇｅｗｉｔｈｌｏａｄｓ，ｉｔｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｆｏｒｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｃｏｎｔｒｏｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｔｏｏｂｔａｉｎｇ０ｏｄ ｃｏｎｔｒｏｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．ＡｎＩＧＰＣ—Ｑｒｒｃａｓｃａｄｅｃｏｎｔｒｏｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ａｎｉｍｐｒｏｖｅｄｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｓｅｌｆ—ｔｕｎｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｗａｓｕｓｅｄａｓａｍａｉｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｔｏｓｕｐｐｒｅｓｓｔｈｅｏｖｅｓｒｈｏｏｔａｎｄｏｖｅｒｃｏｍｅｔｈｅｌａｒｇｅｔｉｍｅｄｅｌａｙ．Ｔｈｅ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｆｅｅｄｂａｃｋｔｈｅｏｒｙｗａｓｕｓｅｄａｓａｓｅｃｏｎｄａｒｙｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｔｏｓｕｐｐｒｅｓｓｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓａｎｄｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｉｎｔｈｅ ｌｅａｄｉｎｇｒｅｇｉｏｎｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．ＡｓｉｍｐｌｅｍｅｔｈｏｄｆｏｒＱｒｒｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｄｅｓｉｇｎｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ ｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄＩＧＰＣ——Ｑｒｒａｌｇｏｒｉｔｈｍｃａｎｇｉｖｅｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｓｙｓｔｅｍｂｅｔｔｅｒｔｒａｃｋｉｎｇａｎｄｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓｔｈａｎｔｒａｄｉ－· ｔｉｏｎａｌＧＰＣ—Ｐａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｉｔｓｉｍｐｌｉｆｉｅｓｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｅｃｏｎｄａｒｙｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｄｅｓｉｇｎａｎｄｍｅｅｔｓｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃｏｎｔｒｏｌｒｅ－ ｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｖｅｒｔｈｅｅｎｔｉｒｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． ＫＥＹＷＯＲＤＳ：Ｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｄｓｔｅａｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌ；Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｆｅｅｄｂａｃｋｔｈｅｏｒｙ；Ｉｍｐｒｏｖｅｄｉｍｐｌｉｃｉｔｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌ；ＳｉｍｐｌｅｍｅｔｈｏｄｆｏｒＱｒｒｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｄｅｓｉｇｎ 大，且其动态特性、模型参数会随负荷变化。因此在负荷变 １引言化时，常规的控制算法无法满足这种动态变化…。～些研究 火电厂锅炉过热汽温对火电厂安全经济运行有着重要学者针对这一问题，提出了多种控制策略。文献［２］通过 影响，通常要求它保持在设定值±５。Ｃ范围内。而过热汽温ＮｅｗＬｕｕｓ—Ｊａａｋｏｌａ（ＮＬＪ）算法确定的综合