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基于闭环辨识的过热汽温串级控制器设计方法
概述：
热电厂的汽轮机是利用高温高压蒸汽驱动的机械设备，汽轮机的热效率和安全性都是至关重要的。在保证热能利用效率的同时，需要使汽轮机在安全范围内工作，从而保证设备的使用寿命。过热汽温串级控制器对于汽轮机的控制具有重要作用。
过热汽温串级控制器的主要作用是控制汽轮机出口蒸汽的过热程度和温度。此前，常用的控制方法是常规的PID控制器。但是，随着控制理论和技术的不断发展，闭环辨识技术被引入到过热汽温串级控制器中，逐渐替代了常规的PID控制器。
本文将介绍基于闭环辨识的过热汽温串级控制器设计方法。首先，介绍闭环辨识技术的原理和方法；接着，讨论该技术在过热汽温串级控制器中的应用；最后，通过模拟实验验证该方法的优点和效果。
闭环辨识技术：
闭环辨识技术是一种结合了现代控制理论和系统标识技术的控制方法，能够自动调整系统参数，实现对系统的准确控制。其基本思想是利用系统输出和输入的关系来辨识系统模型，然后通过模型对系统进行控制。
闭环辨识技术包括系统标识、参数估计和控制三个阶段。系统标识是指通过对系统的输入和输出信号进行采样和处理，建立数学模型。根据模型，可以估计系统的未知参数，进而设计控制器。闭环辨识技术通过不断对系统进行实时辨识和调整，能够使系统在各种工况下实现精度优良的控制。
基于闭环辨识的过热汽温串级控制器设计：
传统的PID控制器在降低温度偏差方面表现出色，但在控制系统的响应速度和抗干扰能力方面存在一定的限制。针对PID控制器的弊端，设计了一种基于闭环辨识的过热汽温串级控制器，其核心是系统标识和控制。
系统标识：
系统标识是基于系统输出和输入的关系，通过某些方法计算得到系统的数学模型。过热汽温串级控制器的输入输出方式比较庞杂，包括过热汽温、主汽量、再热蒸汽量、再加热温度、再热汽温等多个因素。为了建立一个满足控制要求的系统模型，需要对上述语券因素进行建模。可以采用神经网络、模糊逻辑、遗传算法等方法，通过样本数据训练得到系统的辨识模型。
控制：
通过系统模型，可以得到系统的精准控制器，用于调节系统的反馈控制。在实际应用中，控制器需要尽可能地满足以下要求：
1.相应速度快。
2.控制精度高。
3.抗干扰性能强。
为了实现上述要求，设计了闭环辨识控制器。其核心是在控制中运用闭环控制和辨识法。闭环控制通过反馈的方式，将控制器输出与系统输入进行比对，形成闭环控制。辨识法则通过系统输出和输入间的关系，推导出系统的状态方程，然后对状态方程进行参数估计，实现对系统的模型辨识。
模拟实验：
为了验证基于闭环辨识的过热汽温串级控制器在实际应用中的优势和效果，进行了模拟实验。实验环境包括MATLAB和Simulink两部分。
实验包括三个步骤：1.建立数学模型。2.系统标识。3.控制并对比实验。
建立数学模型：
建立数学模型是实现闭环辨识控制器的第一步。该模型针对热电厂汽轮机系统中涉及的过热汽温、主汽量、再热蒸汽量、再加热温度、再热汽温等因素进行建模。运用神经网络模型对系统进行建模得到系统的数学模型。
系统标识：
基于上述数学模型，进行系统标识。使用MATLAB和Simulink对系统进行模拟并进行数据采集。采集到的数据进一步通过神经网络处理，得到系统的辨识模型。
控制并对比实验：
在基于闭环辨识技术的控制器和常规PID控制器之间进行对比，设计并进行了实验。实验结果表明，对比PID控制器，基于闭环辨识的控制器在相应时间、精度和抗干扰能力等方面有所提高，具有更优良的控制效果。
总结：
基于闭环辨识的过热汽温串级控制器是处理热电厂汽轮机的温度控制的有效方法。通过对热电厂汽轮机系统大量因素进行建模分析，运用闭环辨识技术，建立了较完整的热电厂汽轮机模型，并且设计了一种适用于此模型的有效的控制方法。模拟实验结果表明，基于闭环辨识技术的过热汽温串级控制器在响应时间和精度上均表现优异，并且比传统PID控制器具有更强的抗干扰能力。