燃煤鍋爐燃燒系統(tǒng)辨識(shí)建模與預(yù)測控制研究.pdf

1、目前,我國燃煤鍋爐數(shù)量巨大,能源消耗嚴(yán)重。同時(shí)普遍存在運(yùn)行效率低、自動(dòng)化水平落后的問題。隨著提高能源利用效率和減低排放的要求越來越高,我國政府對燃煤鍋爐監(jiān)管力度明顯加大,燃煤鍋爐自動(dòng)化水平的提高勢在必行,這必將促進(jìn)燃煤鍋爐控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,也將對控制系統(tǒng)品質(zhì)提出新的要求。一個(gè)合理的燃煤鍋爐動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型是設(shè)計(jì)或改進(jìn)控制系統(tǒng)的前提和基礎(chǔ)。只有從數(shù)學(xué)模型出發(fā),才能綜合出適當(dāng)?shù)目刂扑惴?才能進(jìn)行控制系統(tǒng)優(yōu)化。本文以燃煤鍋爐熱力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特

2、性辨識(shí)建模及其控制為目的,以一鏈條燃煤鍋爐為試驗(yàn)臺(tái),對鏈條燃煤鍋爐燃燒系統(tǒng)進(jìn)行了理論分析,給出了鏈條燃煤鍋爐燃燒系統(tǒng)的三輸入三輸出模型。此后根據(jù)鏈條燃煤鍋爐燃燒系統(tǒng)為多輸入多輸出系統(tǒng)的特點(diǎn),分析了多輸入多輸出系統(tǒng)的辨識(shí)原理與方法,將多輸入多輸出系統(tǒng)通過推導(dǎo),簡化為多個(gè)多輸入單輸出系統(tǒng),大大簡化了系統(tǒng)模型的建立和辨識(shí)計(jì)算。在設(shè)計(jì)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí),本文以二位式偽隨機(jī)信號(hào)作為激勵(lì)信號(hào),采用基于最小二乘理論的辨識(shí)算法對系統(tǒng)進(jìn)行建模。其中,同時(shí)作用于系

3、統(tǒng)的多個(gè)輸入信號(hào)的選擇及輸入信號(hào)參數(shù)選擇、數(shù)據(jù)預(yù)處理、算法實(shí)現(xiàn)敘述詳實(shí),具有一定的工程指導(dǎo)價(jià)值。這種方法對系統(tǒng)高頻動(dòng)態(tài)特性的捕捉能力較強(qiáng),并且試驗(yàn)的同時(shí)對系統(tǒng)的正常運(yùn)行影響較小,值得推廣。隨后,本文介紹了預(yù)測控制的基本原理,以辨識(shí)出的鏈條燃煤鍋爐燃燒系統(tǒng)的模型作為預(yù)測模型,詳細(xì)給出了針對該模型的多變量廣義預(yù)測控制算法,并結(jié)合鏈條鍋爐實(shí)際的運(yùn)行數(shù)據(jù)予以仿真計(jì)算。最后,針對燃煤鍋爐具有慢時(shí)變的特點(diǎn)介紹了自適應(yīng)的廣義預(yù)測控制算法。本文所進(jìn)行系