本文關(guān)鍵詞：超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)系統(tǒng)頻域分析及自抗擾控制，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：超臨界火電機(jī)組因其具有效率高、排放低等優(yōu)點(diǎn)逐漸成為我國電網(wǎng)的主力機(jī)組。而隨著用戶對(duì)用電質(zhì)量需求的日益提高和具有隨機(jī)性特征的風(fēng)能、太陽能等新能源的大規(guī)模并網(wǎng),使得超臨界機(jī)組參與電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻已成為常態(tài)。為確保電網(wǎng)供電質(zhì)量,對(duì)機(jī)組的協(xié)調(diào)控制品質(zhì)提出了更高的要求。常規(guī)PID協(xié)調(diào)控制策略缺乏量化概念,引入了較多的輔助環(huán)節(jié)和非理論的技巧成分,使得機(jī)爐協(xié)調(diào)控制的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,參數(shù)整定調(diào)試不但繁瑣耗時(shí)更依賴于經(jīng)驗(yàn),往往導(dǎo)致機(jī)組協(xié)調(diào)控制品質(zhì)無法滿足電網(wǎng)要求。自抗擾控制(ADRC)通過擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器(ESO)對(duì)不確定總和擾動(dòng)量的實(shí)時(shí)估計(jì)及動(dòng)態(tài)線性補(bǔ)償,使非線性系統(tǒng)變?yōu)橐子谠O(shè)計(jì)的串聯(lián)積分器型,可有效提高復(fù)雜系統(tǒng)的控制品質(zhì)。線性自抗擾控制(LADRC)因其反饋結(jié)構(gòu)和ESO采用線性形式,使得自抗擾控制的理論分析得以進(jìn)一步發(fā)展,又由于其參數(shù)整定大大簡(jiǎn)化,便于實(shí)際應(yīng)用。應(yīng)用研究表明LADRC對(duì)復(fù)雜非線性不確定對(duì)象具有很強(qiáng)的控制能力。為此,本文將線性自抗擾控制技術(shù)應(yīng)用于超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)控制。針對(duì)某超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行研究,采用改進(jìn)遺傳算法對(duì)系統(tǒng)模型進(jìn)行辨識(shí),基于偽對(duì)角化對(duì)所辨識(shí)模型進(jìn)行了頻域分析并進(jìn)行靜態(tài)解耦,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)系統(tǒng)自抗擾控制方案,并開展了深入的仿真實(shí)驗(yàn)研究。論文主要工作如下：1、以某超臨界機(jī)組為對(duì)象,借助該機(jī)組的全范圍仿真機(jī)進(jìn)行多變量協(xié)調(diào)系統(tǒng)的階躍擾動(dòng)試驗(yàn)和系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析；對(duì)協(xié)調(diào)系統(tǒng)的現(xiàn)有邏輯控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和簡(jiǎn)化,給出該協(xié)調(diào)系統(tǒng)所用控制器的復(fù)雜非線性模型,并對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行了深入分析。2、利用Matlab與該機(jī)組全范圍仿真機(jī)實(shí)時(shí)通訊,獲取機(jī)組變負(fù)荷仿真運(yùn)行數(shù)據(jù),應(yīng)用改進(jìn)的遺傳算法對(duì)機(jī)組協(xié)調(diào)系統(tǒng)不同負(fù)荷點(diǎn)的模型進(jìn)行辨識(shí),階躍響應(yīng)結(jié)果表明所辨識(shí)模型可靠；利用逆奈奎斯特陣列法對(duì)上述模型進(jìn)行頻域分析,基于偽對(duì)角化對(duì)系統(tǒng)了進(jìn)行靜態(tài)解耦設(shè)計(jì),便于后續(xù)系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)。3、對(duì)線性自抗擾控制器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,研究了其參數(shù)整定規(guī)律,為基于LADRC的協(xié)調(diào)系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)和優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)；將偽對(duì)角化解耦和線性自抗擾技術(shù)結(jié)合,在Simulink環(huán)境下建立了超臨界機(jī)組的協(xié)調(diào)系統(tǒng)對(duì)象及自抗擾控制模型,進(jìn)行了負(fù)荷及主汽壓力的定值擾動(dòng)仿真實(shí)驗(yàn)。仿真結(jié)果表明所提出的基于偽對(duì)角化的LADRC控制策略明顯優(yōu)于同結(jié)構(gòu)的PID控制。4、在Star-90仿真系統(tǒng)的準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下,構(gòu)建了三種不同的協(xié)調(diào)系統(tǒng)復(fù)合自抗擾控制器：基于Star-90和Matlab混合編程的協(xié)調(diào)系統(tǒng)復(fù)合自抗擾控制器設(shè)計(jì),該策略便于自抗擾控制器的各參數(shù)的實(shí)時(shí)觀測(cè)和整定,便于對(duì)歷史實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析、查詢和調(diào)用,為實(shí)際應(yīng)用奠定基礎(chǔ);采用Star-90仿真平臺(tái)自有模塊搭建協(xié)調(diào)系統(tǒng)的復(fù)合自抗擾控制器,該策略更接近于在電廠DCS系統(tǒng)上的工程組態(tài)和實(shí)際應(yīng)用；在Star-90仿真平臺(tái),采用C++編程設(shè)計(jì)LADRC的ESO并將其嵌入仿真機(jī),結(jié)合自有模塊搭建協(xié)調(diào)系統(tǒng)的復(fù)合自抗擾控制器,該策略能有效提高算法所用機(jī)時(shí),提高系統(tǒng)控制性能。給出了控制器參數(shù)的整定規(guī)律,仿真驗(yàn)證了控制器及參數(shù)整定方法的有效性,為L(zhǎng)ADRC應(yīng)用于實(shí)際的電廠控制奠定了良好的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)系統(tǒng) 自抗擾控制 多變量頻域分析 擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器 系統(tǒng)辨識(shí) 偽對(duì)角化解耦
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM621;TP273
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 第1章 緒論15-27
• 1.1 選題背景及意義15-16
• 1.2 超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀16-23
• 1.2.1 機(jī)組協(xié)調(diào)控制任務(wù)及存在問題16-17
• 1.2.2 單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)建模研究現(xiàn)狀17-19
• 1.2.3 單元機(jī)組協(xié)調(diào)系統(tǒng)控制策略研究19-23
• 1.2.4 超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)面臨問題23
• 1.3 自抗擾控制技術(shù)研究現(xiàn)狀23-25
• 1.3.1 國內(nèi)研究概況24-25
• 1.3.2 國外研究概況25
• 1.4 課題主要內(nèi)容25-27
• 第2章 超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性及控制邏輯分析27-45
• 2.1 超臨界直流爐的基本概念和特點(diǎn)27-30
• 2.1.1 超臨界直流爐基本概念27-28
• 2.1.2 直流爐的特點(diǎn)及運(yùn)行方式28-29
• 2.1.3 超臨界直流爐機(jī)組的發(fā)展29-30
• 2.2 超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的基本概念及控制方式30-31
• 2.3 Star-90仿真平臺(tái)與Matlab通訊程序設(shè)計(jì)31-34
• 2.3.1 Star-90仿真平臺(tái)32
• 2.3.2 Star-90與Matlab的UDP/IP通訊結(jié)構(gòu)32-33
• 2.3.3 Star-90與Matlab的UDP/IP通訊流程圖33-34
• 2.4 鶴壁電廠超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性分析34-44
• 2.4.1 數(shù)據(jù)獲取及系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析34-37
• 2.4.2 機(jī)組現(xiàn)有協(xié)調(diào)控制邏輯結(jié)構(gòu)及其簡(jiǎn)化37-41
• 2.4.3 機(jī)組現(xiàn)有協(xié)調(diào)控制器模型41-43
• 2.4.4 機(jī)組現(xiàn)有協(xié)調(diào)控制方案分析43-44
• 2.5 本章小結(jié)44-45
• 第3章 超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)系統(tǒng)模型辨識(shí)及其頻域分析45-69
• 3.1 超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)系統(tǒng)模型辨識(shí)46-63
• 3.1.1 改進(jìn)遺傳算法系統(tǒng)辨識(shí)原理46-53
• 3.1.2 超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)系統(tǒng)辨識(shí)模型及相關(guān)參數(shù)53
• 3.1.3 超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)系統(tǒng)模型的遺傳算法辨識(shí)53-59
• 3.1.4 協(xié)調(diào)系統(tǒng)辨識(shí)模型階躍響應(yīng)分析59-63
• 3.2 超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)系統(tǒng)的頻域分析63-68
• 3.2.1 對(duì)角優(yōu)勢(shì)分析原理63-64
• 3.2.2 超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)系統(tǒng)的頻域分析及解耦設(shè)計(jì)64-68
• 3.3 本章小結(jié)68-69
• 第4章 自抗擾控制技術(shù)及其仿真研究69-84
• 4.1 ADRC的結(jié)構(gòu)及工作原理69-75
• 4.1.1 非線性的ADRC結(jié)構(gòu)原理及特點(diǎn)70-72
• 4.1.2 線性ADRC結(jié)構(gòu)原理與特點(diǎn)72-75
• 4.2 線性自抗擾控制參數(shù)整定75-79
• 4.2.1 LADRC參數(shù)整定規(guī)律75-76
• 4.2.2 LADRC參數(shù)整定方法算例76-79
• 4.3 基于偽對(duì)角化的超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)系統(tǒng)自抗擾控制Matlab仿真79-83
• 4.3.1 基于偽對(duì)角化的超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)系統(tǒng)自抗擾控制仿真80-82
• 4.3.2 超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)系統(tǒng)自抗擾控制的頻域分析82-83
• 4.4 本章小結(jié)83-84
• 第5章 協(xié)調(diào)系統(tǒng)自抗擾控制在Star-90仿真平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)84-104
• 5.1 Star-90仿真平臺(tái)與Matlab下編制LADRC算法的實(shí)驗(yàn)84-94
• 5.1.1 Star-90與Matlab算法的UDP/IP通訊結(jié)構(gòu)84-85
• 5.1.2 Star-90與Matlab編寫的LADRC通訊流程圖85-87
• 5.1.3 Star-90與Matlab混合LADRC控制仿真實(shí)驗(yàn)87-94
• 5.2 Star-90仿真平臺(tái)自有模塊搭建協(xié)調(diào)系統(tǒng)的自抗擾控制94-98
• 5.2.1 汽機(jī)側(cè)LADRC的設(shè)計(jì)94-95
• 5.2.2 鍋爐側(cè)LADRC的設(shè)計(jì)95-96
• 5.2.3 機(jī)爐協(xié)調(diào)系統(tǒng)LADRC控制的仿真實(shí)驗(yàn)96-97
• 5.2.4 仿真機(jī)中LADRC參數(shù)的整定規(guī)律97-98
• 5.3 Star-90仿真平臺(tái)上C++編程設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)系統(tǒng)自抗擾控制器98-102
• 5.3.1 用C++編程設(shè)計(jì)LESO98-100
• 5.3.2 協(xié)調(diào)系統(tǒng)自抗擾控制模塊搭建及仿真實(shí)驗(yàn)100-102
• 5.4 本章小結(jié)102-104
• 第6章 結(jié)論與展望104-107
• 6.1 全文總結(jié)104-105
• 6.2 展望105-107
• 參考文獻(xiàn)107-118
• 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果118-119
• 攻讀博士學(xué)位期間參加的科研工作119-120
• 致謝120-121
• 作者簡(jiǎn)介121

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 何凌云;佘龍華;趙春霞;;磁浮列車懸浮系統(tǒng)的雙環(huán)自抗擾控制[J];兵工自動(dòng)化;2006年11期

2 吳宏艷;張欒英;;改進(jìn)粒子群算法在多目標(biāo)機(jī)爐協(xié)調(diào)控制中的應(yīng)用[J];電力科學(xué)與工程;2011年10期

3 張嘉英;張麗萍;蕭貴玲;;單元機(jī)組協(xié)調(diào)系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解耦控制仿真研究[J];鍋爐技術(shù);2014年02期

4 朱亞清;董君伊;陳世和;潘鳳萍;李東海;;基于擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的火電單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制[J];電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);2014年05期

5 張朝陽;李衛(wèi)華;宋兆星;;600MW超臨界直流爐機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)策略[J];華北電力技術(shù);2007年01期

6 于希寧;朱麗玲;;自抗擾控制器的動(dòng)態(tài)參數(shù)整定及其應(yīng)用[J];華北電力大學(xué)學(xué)報(bào);2005年06期

7 梁慶姣;曾德良;劉吉臻;閆姝;薛彥廣;;1000MW超超臨界機(jī)組的建模與仿真分析[J];華東電力;2011年11期

8 蔡濤,陳杰,白永強(qiáng);坦克穩(wěn)定器的自抗擾控制算法[J];火力與指揮控制;2004年04期

9 楊明星;楊軍;;基于INA方法的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)彈解耦研究[J];計(jì)算機(jī)仿真;2011年05期

10 李海生,朱學(xué)峰;自抗擾控制器參數(shù)整定與優(yōu)化方法研究[J];控制工程;2004年05期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 朱澤磊;單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)建模與優(yōu)化及其對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響[D];中國電力科學(xué)研究院;2010年

2 任貴杰;單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的建模與控制優(yōu)化研究[D];北京交通大學(xué);2011年

3 樓冠男;單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析及抗干擾設(shè)計(jì)[D];華北電力大學(xué)（北京）;2011年

4 張雷;遺傳算法在控制系統(tǒng)閉環(huán)辨識(shí)中的應(yīng)用研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2007年

5 梁慶姣;超超臨界機(jī)組核心模型的建立與仿真分析[D];華北電力大學(xué);2012年

6 申麗;協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)新型控制算法的研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2006年

  本文關(guān)鍵詞：超臨界機(jī)組協(xié)調(diào)系統(tǒng)頻域分析及自抗擾控制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：260878