【摘要】：提升鍋爐的燃燒效率和穩(wěn)定性對電廠效益和環(huán)境保護都有重要意義。爐膛的高效穩(wěn)定燃燒需要先進的檢測技術(shù)和控制策略作為保障。隨著火焰檢測、圖像處理和計算技術(shù)的迅速發(fā)展,爐膛溫度場的實時重建技術(shù)日益成熟。相比于傳統(tǒng)控制策略,將溫度場信息應(yīng)用到爐膛的燃燒控制優(yōu)化過程中,有望改善系統(tǒng)大延遲、大慣性的問題。對溫度場的控制和調(diào)節(jié)可以視為廣義的輸出分布控制問題。經(jīng)過近二十年的發(fā)展,輸出分布控制理論已經(jīng)日益成熟,應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴大。本文對輸出分布控制理論及其在溫度場中的應(yīng)用進行了研究。論文的主要內(nèi)容有以下幾點:1.介紹隨機系統(tǒng)輸出分布控制理論和溫度場檢測重建技術(shù)的研究現(xiàn)狀,闡明采用溫度場信息和輸出分布控制策略指導(dǎo)燃燒過程的應(yīng)用前景。2.梳理現(xiàn)有的燃燒監(jiān)測和溫度場重建技術(shù),確定從燃燒特征橫截面入手研究爐膛溫度場的輸出分布控制,之后構(gòu)建了相應(yīng)的溫度場模型。3.將截面溫度場信息轉(zhuǎn)換為溫度的一維概率密度函數(shù)(PDF),通過B樣條函數(shù)建立PDF模型,然后設(shè)計了常規(guī)控制器和預(yù)測控制器,并進行仿真分析。該控制策略的實際應(yīng)用將有助提升燃燒控制系統(tǒng)負(fù)荷跟蹤的動態(tài)性能,同時可以降低煤質(zhì)等隨機變化的不利影響。4.單輸入控制策略無法應(yīng)對溫度中心偏斜等燃燒異常的工況。為解決該問題,對輸出分布控制理論進行拓展,將溫度場的輸出溫度曲面視為廣義聯(lián)合概率密度函數(shù)(JPDF),采用二維B樣條建立靜態(tài)和動態(tài)的JPDF模型,并進行溫度場的多輸入控制研究。綜上所述,本文對輸出分布控制理論展開研究,進一步豐富了相關(guān)控制算法,并將其應(yīng)用到截面溫度場控制中。該研究成果的應(yīng)用有望提升燃燒控制系統(tǒng)的性能。
【圖文】：

圖 1-1 隨機系統(tǒng)輸出分布的閉環(huán)控制輸出分布控制理論一般通過特定的基函數(shù)的某種組合對變量PDF進行逼新的模型，然后設(shè)計對應(yīng)的 PDF 形狀控制器。該理論從被提出以來，速發(fā)展，針對單輸入單輸出（SISO）系統(tǒng)、多輸入多輸出（MIMO）系性系統(tǒng)的控制都有相關(guān)研究，逐漸形成了相應(yīng)的常規(guī)控制、預(yù)測控制、、自適應(yīng)控制、最小熵控制、故障診斷等理論。.2 輸出分布控制的建模方法由于輸出分布控制理論需要用到輸出的整體 PDF 信息，所以其建模方于傳統(tǒng)系統(tǒng)。首先需要構(gòu)建輸出 PDF 模型，就是運用基函數(shù)逼近法，以和其相應(yīng)權(quán)值的某種組合（一般為線性組合）表示輸出 PDF。然后將權(quán)中間變量進行控制，建立相應(yīng)的 PDF 靜態(tài)或動態(tài)模型。目前，，較多采用的型有 B-樣條神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（NN）模型、輸入輸出 ARMAX 模型以及 RBF 神

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文件，所有權(quán)值相互獨立，方便了控制器的設(shè)計，但也帶來了新問性無法保證了。理平方根 B 樣條模型：權(quán)值向量之間的關(guān)系成有理函數(shù)，而且基輸出 PDF 值的平方根，既保證了權(quán)值的非負(fù)性，也解決了權(quán)值的題。該模型的弊端是權(quán)值與輸出 PDF 的測量值呈非線性關(guān)系，雜化。 B 樣條函數(shù)之間的關(guān)系可以用圖 1-2 簡明地表示：
【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】：2017
【分類號】：TP273;TM621.2

【參考文獻】

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本文編號：2548296