發(fā)布時間：2017-04-29 13:13

  本文關鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)的自抗擾控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：循環(huán)流化床鍋爐(Circulating Fluidized Bed Boiler, CFBB)燃燒系統(tǒng)具有非線性、多變量耦合、參數(shù)時變以及大慣性、大延遲等特點,使其自動控制的實現(xiàn)非常困難。本文采用自抗擾控制策略 (Auto Disturbance Rejection Control, ADRC),為這一問題的解決提供了新的思路。ADRC具有不依賴于對象精確數(shù)學模型以及較好的抗干擾性、解耦性、魯棒性,因此本文的部分內容圍繞純滯后對象的ADRC策略展開。研究和探討適于類似于循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)特點的ADRC結構改進與參數(shù)整定方法是論文的主要工作。 首先,深入研究了循環(huán)流化床鍋爐的結構和工藝流程,在此基礎上總結CFBB系統(tǒng)各個部分的數(shù)學模型,以及基本控制量。前人對CFBB為對象的動態(tài)建模仿真實驗和理論研究,為ADRC應用于循環(huán)流化床燃燒系統(tǒng)提供了保證。 然后,詳細討論了ADRC控制器的結構形式和算法實現(xiàn),結合典型一階二階大慣性純時滯系統(tǒng)對參數(shù)整定以及ADRC的結構進行了改進,并引入時間尺度的方法,簡化同類對象的ADRC的參數(shù)整定。在此基礎上,通過球磨機的實例,與原型ADRC的方法進行比較,仿真結果表明該控制策略優(yōu)于原型ADRC,能有效應用于非線性時變純滯后系統(tǒng),即使在模型不確定、存在外部擾動和測量噪聲的情況下,也能表現(xiàn)出良好的動態(tài)性能。 最后,以CFBB爐燃燒系統(tǒng)為對象,研究ADRC在復雜熱力系統(tǒng)中的應用�？刂葡到y(tǒng)的設計以CFBB燃燒系統(tǒng)數(shù)學模型,以及相對增益矩陣解耦分析為基礎。設計基于解耦矩陣的ADRC結構以及ADRC控制器參數(shù),并與傳統(tǒng)PID控制以及先進神經網(wǎng)絡自適應跟蹤策略進行對比。研究結果表明,在模型不確定、變工況和變量強耦合情況下,ADRC控制具有更好的解耦控制性能、抗干擾性以及魯棒性。
【關鍵詞】：循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng) 自抗擾控制(ADRC) 解耦 魯棒性 時間尺度 相對增益矩陣
【學位授予單位】：清華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2004
【分類號】：TK32
【目錄】：

• 第一章 引言9-18
• 1.1 課題背景9-10
• 1.2 循環(huán)流化床鍋爐控制的任務10-12
• 1.3 國內外循環(huán)流化床鍋爐控制的研究與應用12-15
• 1.3.1 國內CFB鍋爐控制策略研究13-14
• 1.3.2 國外CFB鍋爐控制策略研究14-15
• 1.4 自抗擾控制15-17
• 1.5 本文的主要工作17-18
• 第二章 循環(huán)流化床控制對象特性及數(shù)學模型18-35
• 2.1 引言18
• 2.2 循環(huán)流化成鍋爐的工藝流程18-23
• 2.2.1 循環(huán)流化床鍋爐的結構19
• 2.2.2 CFBB燃燒過程19-22
• 2.2.3 CFBB需要控制的主要被調量22-23
• 2.3 汽壓被控對象動態(tài)特性23-27
• 2.3.1 主汽壓控制特點23-24
• 2.3.2 主汽壓動態(tài)特性24-27
• 2.4 爐床溫度控制系統(tǒng)設計27-29
• 2.4.1 控制爐床溫度的意義27-28
• 2.4.2 一次風量對床溫的影響28
• 2.4.3 給煤量對床溫的影響28-29
• 2.5 汽包水位控制系統(tǒng)設計29-31
• 2.5.1 氣包水位對流化床運行的重要影響29
• 2.5.2 氣包水位動態(tài)特性29-31
• 2.6 主汽溫被控對象動態(tài)特性31-35
• 2.6.1 主氣溫動態(tài)特性31-33
• 2.6.2 主氣溫控制策略33-35
• 第三章 自抗擾控制系統(tǒng)的設計35-45
• 3.1 引言35
• 3.2 自抗擾控制器結構與原理35-38
• 3.2.1 自抗擾控制器組成框圖35-36
• 3.2.2 自抗擾控制器原理與算法36-38
• 3.3 擴張狀態(tài)觀測器ESO38-41
• 3.3.1 擴張狀態(tài)觀測器的設計方法38-39
• 3.3.2 狀態(tài)觀測器的收斂性39-41
• 3.4 參數(shù)整定規(guī)則41-45
• 第四章 純滯后對象ADRC控制方法改進及參數(shù)整定45-62
• 4.1 引言45
• 4.2 時滯對象探討分析45-47
• 4.3 介紹時間尺度的概念47-49
• 4.4 修改后的二階ADRC 的結構49-50
• 4.5 仿真試驗對比50-53
• 4.6 二階慣性加純延遲系統(tǒng)的參數(shù)整定實例53-56
• 4.7 改進的ADRC控制系統(tǒng)參數(shù)整定及仿真結果分析56-60
• 4.8 本章小節(jié)60-62
• 第五章 循環(huán)流化床燃燒系統(tǒng)的自抗擾控制62-76
• 5.1 引言62-63
• 5.2 對象模型63-64
• 5.3 燃燒系統(tǒng)耦合控制對象的相對增益矩陣64-65
• 5.4 燃燒控制系統(tǒng)設計65-66
• 5.5 仿真結果66-75
• 5.5.1 階躍試驗66-68
• 5.5.2 適應性試驗68-71
• 5.5.3 擾動試驗71-75
• 5.6 本章小節(jié)75-76
• 第六章 結論與展望76-78
• 6.1 結論76-77
• 6.2 展望77-78
• 參考文獻78-83
• 致謝、聲明83-84
• 個人簡歷、在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文84

【引證文獻】

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 馬云飛;信息融合聚類方法在鍋爐燃燒系統(tǒng)中的應用研究[D];燕山大學;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王佳;循環(huán)流化床鍋爐燃燒過程控制策略的研究[D];河北科技大學;2011年

2 任修孟;數(shù)控加工中心龍門懸浮氣隙的自抗擾控制研究[D];沈陽工業(yè)大學;2012年

3 常莉莉;模糊神經網(wǎng)絡在循環(huán)流化床中的應用[D];華北電力大學（北京）;2006年

4 尹水紅;自抗擾技術在多變量控制系統(tǒng)中的應用[D];華北電力大學（河北）;2007年

5 周星;電站熱工系統(tǒng)自抗擾控制技術及其在DCS中的應用研究[D];華北電力大學（北京）;2010年

6 王辰昱;自抗擾控制器的參數(shù)整定及應用[D];華北電力大學（河北）;2010年

7 馬俊偉;動態(tài)模糊神經網(wǎng)絡在非線性系統(tǒng)中的應用研究[D];東北大學;2010年

8 張興;大型循環(huán)流化床鍋爐的控制策略研究[D];華北電力大學;2012年

9 林偉偉;煤泥流化床鍋爐運行優(yōu)化與控制技術研究[D];杭州電子科技大學;2013年

10 熊彬;300MW循環(huán)流化床鍋爐主蒸汽壓力和床溫控制算法的研究[D];長沙理工大學;2013年

  本文關鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)的自抗擾控制研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：334938