本文關(guān)鍵詞：大型循環(huán)流化床機(jī)組的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)控制策略研究

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【摘要】：循環(huán)流化床鍋爐(Circulating Fluidized Bed Boiler, CFBB)作為一種高效清潔燃煤技術(shù)在未來發(fā)電領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景,其商業(yè)化、大型化是今后的發(fā)展趨勢,對其燃燒控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的深入研究具有重要意義。CFB鍋爐的燃燒是一個(gè)復(fù)雜的熱力過程,具有非線性、參數(shù)時(shí)變、大慣性、大延遲及多變量耦合等特點(diǎn),其自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)是當(dāng)前研究重點(diǎn)。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)控制理論可以不依賴與對象精確模型,只需要通過系統(tǒng)的I/O數(shù)據(jù)即可完成控制器的設(shè)計(jì),目前是控制理論領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。論文采用二自由度數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)PID控制算法,旨在研究解決CFB機(jī)組燃燒系統(tǒng)的控制問題。本文在循環(huán)流化床鍋爐結(jié)構(gòu)和工藝流程已有的研究基礎(chǔ)上,對CFB鍋爐各部分的數(shù)學(xué)模型和控制量做了總結(jié),控制對象的這些理論研究為二自由度數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)PID控制算法在CFB鍋爐燃燒系統(tǒng)上的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)PID控制算法是根據(jù)被控對象的I/O數(shù)據(jù),利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)算法,自動(dòng)生成并實(shí)時(shí)更新PID控制器參數(shù)。本文對其組成、原理、設(shè)計(jì)、參數(shù)整定等方面進(jìn)行了詳細(xì)研究,并將數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)PID控制和能同時(shí)達(dá)到目標(biāo)跟蹤與外擾抑制最佳的二自由度PID控制結(jié)合起來,實(shí)現(xiàn)了全部參數(shù)在線自動(dòng)整定。通過非線性系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了該算法的有效性。針對CFB鍋爐燃燒系統(tǒng)的強(qiáng)耦合特點(diǎn),本文利用逆解耦方法將系統(tǒng)等效分解為兩個(gè)獨(dú)立的回路,對兩個(gè)獨(dú)立對象分別采用二自由度數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)PID控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過仿真研究,對兩個(gè)回路分別作了設(shè)定值跟蹤試驗(yàn)、抗擾能力試驗(yàn)、工況適應(yīng)性試驗(yàn)和魯棒性能試驗(yàn),并且與傳統(tǒng)PID控制作了對比。研究結(jié)果表明,該算法在此類熱工過程中結(jié)構(gòu)簡單,易于工程實(shí)現(xiàn),且具有較好的適應(yīng)能力和控制品質(zhì)。
【關(guān)鍵詞】：循環(huán)流化床機(jī)組燃燒系統(tǒng) 二自由度數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)控制PID控制 解耦
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK229.66
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景9-11
• 1.1.1 循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展概況9-10
• 1.1.2 循環(huán)流化床鍋爐的控制特點(diǎn)10-11
• 1.2 循環(huán)流化床機(jī)組燃燒系統(tǒng)控制研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)控制12-13
• 1.4 課題研究內(nèi)容13-14
• 第2章 循環(huán)流化床鍋爐控制對象及特性14-22
• 2.1 循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)及其組成14-17
• 2.1.1 燃燒系統(tǒng)的基本組成14-15
• 2.1.2 燃燒系統(tǒng)的工作過程15-16
• 2.1.3 燃燒系統(tǒng)間的耦合程度16-17
• 2.2 主蒸汽壓力被控對象動(dòng)態(tài)特性17-20
• 2.2.1 主蒸汽壓力控制特點(diǎn)17
• 2.2.2 主蒸汽壓力動(dòng)態(tài)特性17-20
• 2.3 爐床溫度控制系統(tǒng)20-21
• 2.3.1 床層溫度控制特點(diǎn)20
• 2.3.2 一次風(fēng)對床溫的影響20-21
• 2.3.3 給煤量對床溫的影響21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第3章 二自由度數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)PID控制22-42
• 3.1 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)PID控制理論概述22
• 3.2 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)PID控制算法22-33
• 3.2.1 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)PID控制系統(tǒng)的組成22-23
• 3.2.2 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)PID控制原理23-25
• 3.2.3 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)PID控制器設(shè)計(jì)方案25-29
• 3.2.4 仿真研究29-33
• 3.3 二自由度數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)PID控制33-41
• 3.3.1 二自由度PID控制概述33-34
• 3.3.2 簡化型目標(biāo)值濾波器結(jié)構(gòu)34-36
• 3.3.3 二自由度數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)PID控制器設(shè)計(jì)36-37
• 3.3.4 仿真研究37-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 循環(huán)流化床燃燒系統(tǒng)的二自由度數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)PID控制42-64
• 4.1 解耦概述42-52
• 4.1.1 耦合度分析42-47
• 4.1.2 多變量系統(tǒng)常見解耦方法47-52
• 4.2 循環(huán)流化床燃燒系統(tǒng)的二自由度數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)PID控制52-57
• 4.2.1 對象模型52-55
• 4.2.2 燃燒系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)55-57
• 4.3 仿真研究57-62
• 4.3.1 設(shè)定值跟蹤試驗(yàn)57-59
• 4.3.2 擾動(dòng)試驗(yàn)59-60
• 4.3.3 適應(yīng)性試驗(yàn)60-61
• 4.3.4 魯棒性試驗(yàn)61-62
• 4.4 本章小結(jié)62-64
• 第5章 總結(jié)與展望64-65
• 5.1 總結(jié)64
• 5.2 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文70-71
• 致謝71

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本文編號：1132633