基于系統(tǒng)動力學(xué)的電站磨煤機建模與控制.pdf

1、我國“富煤、貧油、少氣”的能源特點決定了未來一段時間我國電力能源仍然主要依靠燃煤火力發(fā)電。隨著我國火電站裝機容量的不斷增大，中速磨煤機直吹式制粉系統(tǒng)在電站中的應(yīng)用越來越廣泛。作為主要的制粉設(shè)備，中速磨煤機運行的安全性和經(jīng)濟性直接影響著電站鍋爐的安全性和經(jīng)濟性。因此，對中速磨煤機進行建模與控制研究具有實際意義。
　　本文從物質(zhì)和能量傳遞角度出發(fā)來分析中速磨煤機的運行機理，并基于系統(tǒng)動力學(xué)原理，建立能反映中速磨煤機系統(tǒng)內(nèi)部變量因果關(guān)系

2、的因果回路圖和能反映內(nèi)部變量定量數(shù)學(xué)關(guān)系的存量流量圖。然后，在系統(tǒng)動力學(xué)仿真軟件Anylogic中對所建模型進行仿真分析，并將仿真結(jié)果和傳統(tǒng)微分方程模型的仿真結(jié)果進行對比。
　　針對所建系統(tǒng)動力學(xué)模型，采用冷一次風(fēng)閥門開度調(diào)節(jié)磨煤機出口溫度、熱一次風(fēng)閥門開度調(diào)節(jié)一次風(fēng)流量的控制方案，并選用傳統(tǒng)的PID控制器對中速磨煤機進行控制。結(jié)合工程整定法整定控制器的參數(shù)，實現(xiàn)對磨煤機出口溫度和一次風(fēng)量的控制。
　　鑒于在系統(tǒng)參數(shù)辨識、參

3、數(shù)優(yōu)化等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用的果蠅優(yōu)化算法所具有的計算量小、原理簡單、收斂性好等特點，為了克服本文設(shè)計的磨煤機控制系統(tǒng)存在的調(diào)節(jié)時間過長、超調(diào)量偏大等問題，采用果蠅優(yōu)化算法對控制器參數(shù)進行了優(yōu)化。將優(yōu)化前后控制器對中速磨煤機系統(tǒng)的控制效果進行了對比分析，結(jié)果表明經(jīng)過果蠅優(yōu)化算法優(yōu)化后的控制器對中速磨煤機具有更好的控制效果。
　　針對磨煤機大慣性和大延遲的特性，結(jié)合模糊控制理論，在優(yōu)化后的控制器基礎(chǔ)上，設(shè)計了自整定模糊PID控制器。并將