基于非線性反推理論的鍋爐-汽輪機單元協(xié)調(diào)控制.pdf

1、機爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是單元制發(fā)電機組的控制中樞，是電站生產(chǎn)自動化系統(tǒng)中最為核心的組成單元。本文針對一典型鍋爐．汽輪機單元非線性模型，應(yīng)用非線性反推法的相關(guān)原理和方法研究了鍋爐—汽輪機單元協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計和性能評價問題，致力于提高協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)克服對象多變量耦合、非線性和參數(shù)不確定性的能力，提高單元制發(fā)電機組的運行水平。 論文的研究內(nèi)容及取得的主要成果體現(xiàn)在以下四個方面： ①基于線性模型的反推協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計：線性化鍋爐—汽輪

2、機單元模型，進而分解出核心耦合部分，應(yīng)用反推法進行控制律設(shè)計：為了便于工程實現(xiàn)，通過適當變換，將核心控制器轉(zhuǎn)換成PID形式：利用核心耦合部分與線性化模型的對應(yīng)關(guān)系得到反推協(xié)調(diào)控制器；在某500MW機組鍋爐—汽輪機單元非線性模型上的仿真研究表明，該系統(tǒng)在額定負荷點附近具有良好的解耦能力和給定值跟隨性能。 ②基于非線性模型的反推協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計：直接針對非線性鍋爐—汽輪機單元模型進行反推法的研究，通過模型的預(yù)處理，將原系統(tǒng)分解成兩個

3、子系統(tǒng)，通過合理選擇虛擬控制變量，逐步構(gòu)造出偏差信號的李亞普諾夫函數(shù)，進而設(shè)計出非線性機爐協(xié)調(diào)控制器，并將其轉(zhuǎn)換成PID控制器形式：在某500MW機組非線性模型上的仿真試驗表明，在大范圍變工況條件下，該控制策略依然具有良好的負荷跟隨性能，能夠有效克服輸出功率和主蒸汽壓力通道的耦合作用。 ③考慮參數(shù)不確定性的非線性自適應(yīng)反推協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計：在非線性反推協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)上，將不確定參數(shù)對系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)的影響考慮進去，重新構(gòu)造偏

4、差函數(shù)和相應(yīng)的李亞普諾夫函數(shù)，通過逐步反推的方式，得到反推控制律和不確定參數(shù)的自適應(yīng)更新率，并將最終的協(xié)調(diào)控制律轉(zhuǎn)換成PID形式：在某500MW機組非線性模型上的仿真研究表明，自適應(yīng)環(huán)節(jié)的添加有效地抵消了參數(shù)不確定性對系統(tǒng)的影響。 ④反推協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)性能評價：通過時間序列分析方法，對設(shè)計出的鍋爐—汽輪機單元反推協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)建立時間序列模型，從中提取出反饋不變項，用以估計系統(tǒng)的最小方差：然后基于實用型最小方差基準，對論文