本文關(guān)鍵詞：多變量控制在基準鍋爐中的應(yīng)用研究

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【摘要】：從工業(yè)革命到今天為止,工業(yè)自動化控制系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜。在電力系統(tǒng)和化工系統(tǒng)中,通常使用多種類型燃料的汽包鍋爐來產(chǎn)生蒸汽。在火力發(fā)電廠的自動控制系統(tǒng)中,鍋爐控制是最重要的任務(wù)之一。鍋爐控制系統(tǒng)是一個多變量輸入、多變量輸出(MIMO)、非線性和強耦合的動態(tài)過程,具有很大的慣性和復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型,輸入輸出參數(shù)之間相互影響,是一個強耦合系統(tǒng)。此外,鍋爐控制過程通常工作在一個存在廣泛干擾的條件下。目前,傳統(tǒng)PID控制器在鍋爐控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用,但是PID并不能很好的處理系統(tǒng)的非線性和多變量特性。因此,傳統(tǒng)的控制方法不能滿足汽包鍋爐控制系統(tǒng)的控制要求。本文重點研究一個基準鍋爐系統(tǒng)的多變量智能控制技術(shù),并對其存在的問題進行了探討。具體內(nèi)容包括：1. 為了提高控制系統(tǒng)的魯棒性,針對基準鍋爐設(shè)計了H∞回路成形控制器。為了控制器實現(xiàn)的方便,將高階H∞控制降階為一個多變量PID控制器,并且針對系統(tǒng)存在輸入約束問題,采用了抗回繞的補償措施。2. 為了處理系統(tǒng)耦合以及輸入約束,針對基準鍋爐設(shè)計了模型預(yù)測控制。模型預(yù)測控制在每個采樣時刻內(nèi)進行優(yōu)化,可以將系統(tǒng)耦合及輸入約束等問題綜合考慮。3. 為了提高系統(tǒng)抗干擾的能力,針對基準鍋爐設(shè)計了自抗擾控制。自抗擾控制通過擴張狀態(tài)觀測器對系統(tǒng)內(nèi)擾和外繞進行估計,可以達到更好的抑制性能。針對系統(tǒng)輸入約束,采用了針對自抗擾控制的抗回繞補償措施。本文對上述三種控制方法在基準鍋爐的設(shè)計、整定、以及仿真進行了詳細討論。仿真結(jié)果表明所采用的多變量控制方法可以獲得比常規(guī)PID控制更好的控制效果,特別地,H∞回路成形方法在這三種方法中具有最好的擾動抑制性能,但是解耦性能最差；預(yù)測控制具有最好的解耦性能。因此,為了提高基準鍋爐的控制性能,本文建議采用H∞回路成形方法。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM621.2;TP273

【參考文獻】

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1 韓京清;自抗擾控制器及其應(yīng)用[J];控制與決策;1998年01期

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本文編號：1266436