多變量控制在基準(zhǔn)鍋爐中的應(yīng)用研究.pdf

1、從工業(yè)革命到今天為止，工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)變得越來(lái)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(lái)產(chǎn)生蒸汽。在火力發(fā)電廠的自動(dòng)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(gè)多變量輸入、多變量輸出(MIMO)、非線性和強(qiáng)耦合的動(dòng)態(tài)過(guò)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(gè)強(qiáng)耦合系統(tǒng)。此外，鍋爐控制過(guò)程通常工作在一個(gè)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

2、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(diǎn)研究一個(gè)基準(zhǔn)鍋爐系統(tǒng)的多變量智能控制技術(shù)，并對(duì)其存在的問(wèn)題進(jìn)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(duì)基準(zhǔn)鍋爐設(shè)計(jì)了H∞回路成形控制器。為了控制器實(shí)現(xiàn)的方便，將高階H∞控制降階為一個(gè)多變量PID控制器，并且針對(duì)系統(tǒng)存在輸入約束問(wèn)題，采用了抗回繞的補(bǔ)償措施。
　　2.為了處理系統(tǒng)耦合

3、以及輸入約束，針對(duì)基準(zhǔn)鍋爐設(shè)計(jì)了模型預(yù)測(cè)控制。模型預(yù)測(cè)控制在每個(gè)采樣時(shí)刻內(nèi)進(jìn)行優(yōu)化，可以將系統(tǒng)耦合及輸入約束等問(wèn)題綜合考慮。
　　3.為了提高系統(tǒng)抗干擾的能力，針對(duì)基準(zhǔn)鍋爐設(shè)計(jì)了自抗擾控制。自抗擾控制通過(guò)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器對(duì)系統(tǒng)內(nèi)擾和外繞進(jìn)行估計(jì)，可以達(dá)到更好的抑制性能。針對(duì)系統(tǒng)輸入約束，采用了針對(duì)自抗擾控制的抗回繞補(bǔ)償措施。
　　本文對(duì)上述三種控制方法在基準(zhǔn)鍋爐的設(shè)計(jì)、整定、以及仿真進(jìn)行了詳細(xì)討論。仿真結(jié)果表明所采用的多變量控