本文關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐燃燒過程線性自抗擾控制

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【摘要】：作為現(xiàn)代電能供應(yīng)鏈中必不可少的一環(huán),近些年來鍋爐供能的工作效率以及對周圍環(huán)境的影響越來越引人矚目。循環(huán)流化床鍋爐相比于傳統(tǒng)的鍋爐在燃燒效率和原料節(jié)省方面有很大優(yōu)勢,但其復(fù)雜的工作過程、無法精確建模、大慣性和大時滯等問題也為被控系統(tǒng)的控制增加了難度。過多的控制參數(shù),限制了自抗擾控制的工程實(shí)用性。利用頻域分析,線性自抗擾控制較為理想地解決了這個問題,但兩者在循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)中均存在對擾動估測精度不高、易產(chǎn)生超調(diào)等問題。針對以上問題,本文在傳統(tǒng)線性自抗擾的基礎(chǔ)上對控制器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了創(chuàng)新性地設(shè)計(jì),具體內(nèi)容如下:首先,由于循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)存在大量干擾信號,其中包括不可微信號,文中結(jié)合PID和線性自抗擾控制,提出積分抗擾法。通過在控制器適當(dāng)位置增加積分環(huán)節(jié),達(dá)到擴(kuò)展擴(kuò)張狀態(tài)觀測器的觀測范圍和提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能的目的,通過數(shù)學(xué)分析和實(shí)驗(yàn)證明了此方法的有效性。其次,為了解決上述兩種自抗擾控制器對不可微擾動信號估測精度不高的問題,提出基于線性狀態(tài)觀測器擾動數(shù)據(jù)建模的二次觀測模型。在多種干擾存在的情況下,利用最小二乘支持向量機(jī)采集的離散數(shù)據(jù)建立擾動信號的二次估計(jì)模型,以此作為二級觀測器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,通過嵌入最小二乘支持向量機(jī)最優(yōu)回歸模型,實(shí)驗(yàn)表明,線性狀態(tài)觀測器的觀測精度和系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)速度得到改善。最后,作為典型的熱工對象,循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)存在較大延遲的問題,使得動態(tài)過程延長并且容易產(chǎn)生超調(diào)。綜合線性自抗擾控制對系統(tǒng)模型的無依賴性和史密斯預(yù)估器的純滯后補(bǔ)償特性,實(shí)驗(yàn)表明在不影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的前提下加入史密斯預(yù)估器,使得系統(tǒng)由大滯后引起的超調(diào)被減小,縮短了系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)時間。
【關(guān)鍵詞】：循環(huán)流化床鍋爐 積分結(jié)構(gòu) 線性自抗擾控制 最小二乘支持向量機(jī) 擾動
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK229
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義10-11
• 1.2 循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)控制研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 研究內(nèi)容13-14
• 第2章 循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)14-25
• 2.1 循環(huán)流化床鍋爐14-15
• 2.2 循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)15-16
• 2.2.1 燃燒系統(tǒng)工作流程15-16
• 2.2.2 汽水系統(tǒng)的具體工作流程16
• 2.3 循環(huán)流化床鍋爐控制內(nèi)容16-19
• 2.3.1 汽包水位控制17
• 2.3.2 燃燒過程控制17
• 2.3.3 循環(huán)流化床鍋爐控制變量的耦合分析17-19
• 2.4 循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)機(jī)理建模19-22
• 2.4.1 爐膛密相區(qū)動態(tài)質(zhì)量機(jī)理模型20-21
• 2.4.2 爐膛上層區(qū)域動態(tài)質(zhì)量模型21
• 2.4.3 動態(tài)能量機(jī)理模型21-22
• 2.5 燃燒過程被控量動態(tài)特性分析22-24
• 2.5.1 給煤量變化時的主蒸汽壓力響應(yīng)22
• 2.5.2 一次風(fēng)量變化時主蒸汽壓力響應(yīng)22-23
• 2.5.3 給煤量階躍變化時床溫的響應(yīng)23
• 2.5.4 一次風(fēng)量階躍變化時床溫的響應(yīng)23-24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 第3章 LADRC性能分析25-35
• 3.1 線性自抗擾控制25-27
• 3.2 LESO估計(jì)能力分析27-31
• 3.2.1 被控對象模型已知的情況27-30
• 3.2.2 被控對象模型未知的情況30-31
• 3.3 LADRC穩(wěn)定性分析31-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 第4章 循環(huán)流化床鍋爐燃燒過程新型線性自抗擾控制35-58
• 4.1 引言35
• 4.2 積分型線性自抗擾控制35-40
• 4.2.1 積分型LADRC收斂性和誤差分析36-37
• 4.2.2 抗干擾仿真37-38
• 4.2.3 I-LADRC穩(wěn)定性分析38-40
• 4.3 基于I-LADRC的CFBB燃燒系統(tǒng)控制40-42
• 4.4 基于最小二乘支持向量機(jī)的LADRC優(yōu)化設(shè)計(jì)42-47
• 4.4.1 最小二乘支持向量機(jī)42-44
• 4.4.2 基于LSSVM的LADRC設(shè)計(jì)44-47
• 4.5 基于OLADRC的CFBB燃燒系統(tǒng)控制47-52
• 4.5.1 階躍實(shí)驗(yàn)47-48
• 4.5.2 適應(yīng)性實(shí)驗(yàn)48-51
• 4.5.3 抗擾動實(shí)驗(yàn)51-52
• 4.6 基于史密斯預(yù)估器的改進(jìn)及其應(yīng)用52-57
• 4.6.1 Smith預(yù)估器52-55
• 4.6.2 基于Smith結(jié)構(gòu)的循環(huán)流化床鍋爐燃燒過程仿真55-57
• 4.7 本章小結(jié)57-58
• 結(jié)論58-59
• 參考文獻(xiàn)59-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果64-65
• 致謝65

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本文編號：694408