本文關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展及其在火電廠中的應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

第6期 韓 璞,等:自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展及其在火電廠中的應(yīng)用95

概念,從而形成了現(xiàn)代控制理論。

隨著計(jì)算機(jī)的誕生和發(fā)展,涌現(xiàn)出一批新型的控制策略,這些控制策略結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不借助于計(jì)算機(jī)根本無法實(shí)現(xiàn)。這些控制策略有些已經(jīng)成為自動(dòng)控制理論的重要分支。例如,自適應(yīng)控制、預(yù)測(cè)控制、智能控制、魯棒控制、最優(yōu)控制等。當(dāng)使用這些控制策略對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制時(shí),所面臨的設(shè)計(jì)和校正的任務(wù)就是根據(jù)希望的系統(tǒng)性能指標(biāo),研究、設(shè)計(jì)這些控制策略的結(jié)構(gòu)和參數(shù)了。把這一時(shí)期的控制理論稱為超現(xiàn)代控制理論。

另一方面隨著控制理論應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,從個(gè)別小系統(tǒng)的控制,發(fā)展到若干個(gè)相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)組成的大系統(tǒng)進(jìn)行整體控制,人們開始了對(duì)大系統(tǒng)理論的研究。我們把該理論也歸結(jié)為超現(xiàn)代控制理論的研究范疇。

一種新型的多變量模糊控制算法;文獻(xiàn)[6]針對(duì)球磨機(jī)系統(tǒng)中的溫度和負(fù)壓采用專家模糊控制,既能保證系統(tǒng)的安全性,又能提高經(jīng)濟(jì)性。

雖然自適應(yīng)控制、預(yù)測(cè)控制、智能控制等在電廠中取得了一定的應(yīng)用,但是這些研究?jī)H停留在實(shí)驗(yàn)階段,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能得到大規(guī)模推廣。PID以其原理簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、魯棒性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)在電廠熱工控制系統(tǒng)中居主導(dǎo)地位。

PID控制律依賴于參數(shù)模型,因此,熱工系統(tǒng)得建模問題顯得尤為重要。傳遞函數(shù)是描述火電廠熱工對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的一種常用模型,在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試、檢驗(yàn)及參數(shù)優(yōu)化中起著重要的作用。如何根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)操作信號(hào)直接求得熱工對(duì)象傳遞函數(shù)一直是控制領(lǐng)域研究的重要課題之一。最早應(yīng)用于建模的算法是經(jīng)典的最小二乘法,由于其實(shí)驗(yàn)困難,并沒有在實(shí)際應(yīng)用中得到廣泛重視。飛升曲線法以其簡(jiǎn)單、易操作等特點(diǎn)為工程人員所采用。實(shí)驗(yàn)得到的飛升曲線完全反映了對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性,從飛升曲線上可以求取某些特征參數(shù),并且可以將飛升曲線轉(zhuǎn)化為容易處理的傳遞函數(shù)形式,得到系統(tǒng)參數(shù)模型。

求得系統(tǒng)的參數(shù)模型之后,需要進(jìn)行控制器的參數(shù)優(yōu)化。優(yōu)化方法很多,最早采用理論計(jì)算,如根軌跡法、頻率特性法,但是在過程控制系統(tǒng)中,由于對(duì)象數(shù)學(xué)模型的近似性,理論計(jì)算求得的參數(shù)并不很可靠。隨后又產(chǎn)生了以單純性法為代表的經(jīng)典優(yōu)化方法。近些年,智能優(yōu)化算法已經(jīng)得到充分的關(guān)注,以遺傳算法、蟻群算法等為代表的群體智能算法對(duì)模型要求不高,并且搜索效率很高,已經(jīng)逐步應(yīng)用于熱工系統(tǒng)控制器參數(shù)優(yōu)化之中。

2 控制理論在火電廠熱工過程控制

中的應(yīng)用

在生產(chǎn)過程自動(dòng)控制的發(fā)展歷程中,PID控制是歷史最久、生命力最強(qiáng)的基本控制方式。特別是在火電廠中,由于電力生產(chǎn)過程安全性以及經(jīng)濟(jì)性的需要,幾乎百分百的控制系統(tǒng)使用PID控制。

自適應(yīng)控制與預(yù)測(cè)控制已經(jīng)是控制論的一個(gè)重要分支,許多學(xué)者在該方向上進(jìn)行了深入的理論和工程應(yīng)用研究,已經(jīng)是較為成熟的理論。部分學(xué)者在火電廠主汽溫系統(tǒng)、給水系統(tǒng)中研究并應(yīng)用了自適應(yīng)控制和預(yù)測(cè)控制,取得了一定的進(jìn)展。文獻(xiàn)[2]將自適應(yīng)算法應(yīng)用于火電廠的汽包鍋爐主汽溫系統(tǒng)中,為自適應(yīng)控制技術(shù)在火電廠中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了嘗試;文獻(xiàn)[3]將預(yù)測(cè)控制應(yīng)用于汽包水位非自衡系統(tǒng),針對(duì)鍋爐汽包系統(tǒng)這種非自衡系統(tǒng),研究了一種適用于積分過程的動(dòng)態(tài)矩陣(DMC)算法。

近年來,以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)、模糊控制(FuzzyControl)、專家系統(tǒng)(ExpertSystem)為代表的智能控制逐漸興起并取得了突破性的成就。文獻(xiàn)[4]等采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解決電廠中常見熱工系統(tǒng)的建模問題,具有重要的實(shí)用價(jià)值;文獻(xiàn)[5]提出了模糊控制在球磨機(jī)中的應(yīng)用,3 模擬控制儀表的產(chǎn)生和發(fā)展[7]

20世紀(jì)60年代初,以電子管作基本電子器件的DDZ-I型電動(dòng)單元組合儀表試制成功。DDZ-I儀表存在著許多缺點(diǎn),例如由于采用電流傳輸制,在每個(gè)單元內(nèi)增設(shè)功率放大級(jí),這不但使儀表體積增大,同時(shí)也使熱耗增加;另外,結(jié)構(gòu)上的功能分離,使構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)要采用很多個(gè)單元,那會(huì)帶來許多不便,如儀表盤面過大,操作整定麻煩,盤后接線雜亂等。

隨著半導(dǎo)體器件生產(chǎn)技術(shù)的顯著進(jìn)展,1965

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