預(yù)測(cè)控制及其在電站鍋爐汽溫控制中的應(yīng)用研究.pdf

1、電站鍋爐汽溫對(duì)象具有大慣性、大時(shí)滯以及多因素?cái)_動(dòng)的特點(diǎn)，使得常規(guī)的串級(jí)PID控制很難將汽溫控制在理想的范圍之內(nèi)，同時(shí)也難以適應(yīng)自動(dòng)發(fā)電量控制（Automatic Generation Control，簡(jiǎn)稱(chēng)AGC）的控制要求。當(dāng)系統(tǒng)受到較大擾動(dòng)時(shí)，即便是一些先進(jìn)控制策略也無(wú)能為力。鑒于此，基于電力公司實(shí)際的課題需求，本文針對(duì)預(yù)測(cè)控制理論及其在汽溫控制系統(tǒng)中的應(yīng)用問(wèn)題，開(kāi)展了如下研究:
　　(1)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，采集了不同負(fù)荷和時(shí)間段的

2、汽溫對(duì)象數(shù)據(jù)。然后，通過(guò)多種建模方法建立了不同需求的數(shù)學(xué)模型，包括基于傳統(tǒng)方法的階躍響應(yīng)模型（切線法、兩點(diǎn)法和面積法）和基于智能算法的BP和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并對(duì)各種模型進(jìn)行了測(cè)試。
　　(2)深入研究了動(dòng)態(tài)矩陣控制（簡(jiǎn)稱(chēng)DMC）以及廣義預(yù)測(cè)控制（簡(jiǎn)稱(chēng)GPC），其中包括動(dòng)態(tài)矩陣控制的簡(jiǎn)化算法研究以及廣義預(yù)測(cè)控制的優(yōu)化研究。為了解決基本粒子群優(yōu)化算法容易過(guò)早陷入局部最優(yōu)點(diǎn)的不足，用一種改進(jìn)的混合粒子群優(yōu)化算法對(duì)廣義預(yù)測(cè)控制進(jìn)行優(yōu)化

3、。仿真分析表明，改進(jìn)混合粒子群優(yōu)化算法比基本粒子群優(yōu)化算法具有更高的搜索效率和精度，對(duì)設(shè)定值具有更好的跟蹤性能和控制品質(zhì)，適宜于廣義預(yù)測(cè)控制的在線滾動(dòng)優(yōu)化計(jì)算及求解。
　　(3)結(jié)合實(shí)際工程需求，本文提出一種基于間接能量平衡法的廣義預(yù)測(cè)控制策略。通過(guò)構(gòu)造間接能量平衡式修正減溫水系統(tǒng)，變串級(jí)隨動(dòng)為定值隨動(dòng)系統(tǒng)。Matlab仿真結(jié)果表明，本文改進(jìn)方法有效克服了過(guò)熱汽溫的大時(shí)滯特性，顯著地提高了鍋爐過(guò)熱、再熱汽溫的控制精度。
　　

4、(4)為了將預(yù)測(cè)控制算法應(yīng)用于實(shí)際汽溫系統(tǒng)，必須將新型控制算法嵌入到廠方DCS平臺(tái)，生成動(dòng)態(tài)鏈接并進(jìn)行參數(shù)組態(tài)，以更新現(xiàn)有模塊化庫(kù)，該部分工作為本課題成功應(yīng)用的關(guān)鍵。本文結(jié)合國(guó)電智深EDPF-NT Plus DCS控制系統(tǒng)平臺(tái)，進(jìn)行了預(yù)測(cè)控制軟件的模塊化開(kāi)發(fā)研究以及相應(yīng)的測(cè)試。
　　(5)利用編譯通過(guò)的新型算法模塊進(jìn)行SAMA圖組態(tài)，構(gòu)造新的預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)回路，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)離線調(diào)試和在線應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)室的離線仿真結(jié)果表明，新提出的算法具有