动力锅炉系 统中隐式广义预测控制的应用

《动力锅炉系 统中隐式广义预测控制的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com第2期锅炉制造NO．220l1年3月B0ILERMANUFACTURINGMar．2Ol1文章编号：CN23—1249(2011)02—0022—04动力锅炉系统中隐式广义预测控制的应用杜海涛，陈琨(1．哈尔滨锅炉厂有限责任公司，黑龙江哈尔滨150046；2．中船重工第七。三研究所，黑龙江哈尔滨150036)摘要：针对动力锅炉的数学模型进行研究，使用广义预测控制对被控对象模型进行了仿真。结果表明，动力锅炉系统中应用广义预测控制响应速度快，超调小，控制效果理想。关键词：锅炉；广义预测控制；动力系统仿真模型中图分类号：TK

2、229文献标识码：AApplicationofGeneralizedPredictiveControlAlgorithminPowerBoilerSystemDuHaitao，ChenKun。(1．HarbinBoilerCo．Ltd．，Harbin150046，China；2．No．703ResearchInstitute，ChinaShipbuildingIndustryCorporation，Harbin150036，China)Abstract：Researchonthenmthematicalmodelofboiler，usingthemeth

3、odofgeneralizedpredictivecontroltosimulateobjectmode1．Theresultsofapplyingofthismethodonboilersystemarefastre-sponse，smallovershootandpositiveeffectofcontro1．Keywords：boilers；generalizedpredictivecontrol；powersystemsimulationmodel0引言研究进行了展望。1动力系统仿真模型的构建随着市场竞争的加剧、能源的日益短缺以及对环境保护越来越

4、严格的要求，迫切要求提高动本课题选择了某型动力锅炉系统为仿真对力锅炉过程控制水平，降低能耗及大气污染排放，象。该系统的锅炉型式为亚临界、中间再热、强制一种行之有效的办法是采用先进控制与工程优化循环、双拱炉膛、直流燃烧器、衡通风。设计燃烧技术。随着科技的发展，预测控制等先进控制算最低稳燃负荷为额定出力的40％。考虑到工程法和各种优化算法在理论上日臻成熟，其中有些分析仿真的特点，对锅炉炉膛的数学模型进行了算法在国外已经取得了广泛的]二业应用。较为详细的描述，对其余涉及烟气侧动态特性部本文构建了动力锅炉系统模型，推导出通过分的模型均考虑了烟气储质和储能的影响，

5、而汽隐式广义预测控制对系统的辨识结果，并通过软水侧则按常规方法进行处理，烟气侧与汽水侧的件进行仿真。最后，总结了仿真结果并对将来的数学方程归并在同一模块中。收稿日期：2010—10—12作者简介：杜海涛(1983一)，男，吉林人，助理工程师，2006年毕业于哈尔滨工程大学热能与动力工程专业，现从事锅炉的技术服务工作。学兔兔www.xuetutu.com第2期杜海涛等：动力锅炉系统中隐式广义预测控制的应用·23·假设：各个环节的换热方式相同，并且在汽侧g0⋯00存在质量储存，金属管壁蓄热和管内冷却水的热g1go⋯0f一1gi一1，惯性。为使计算简化，但又能

6、确保模型的精度，作一(当i=1，⋯√时)如下简化假设：ge一1gP一2⋯go1)凝汽器壳侧蒸汽和水处于相平衡；以上是预测控制模型的建立，为了达到更好2)凝汽器中蒸汽和小凝结气体均视为理想的控制效果，我们采用滚动优化性能指标：气体；J=E{[Y(k+1)一y，(k+1)]3)忽略冷却水的可压缩性；[y(k+1)一(k+1)](2—5)4)凝汽器内热负荷分布均匀；+[△’()△(k)]}5)由于管壁较薄，可近似地用稳定导热来描假设：E{R()卵(k+1)}=0述其热量传导；E{JR(I1)77(k+1)}△r()=06)管内结垢程度相同，并且内冷却水流速均匀

7、，水流处于紊流状态；的条件下求J的最小值即：面aj=07)忽略壳体散热。得到△的简化控制律方程：2预测控制模型及控制律△，(k)=(GG+A)一G[y(十1)一E(z一),aus(k一1)一s()yf()]针对普通自校正控制器鲁棒性较差的问题，对上式取首行，即得到控制增量，控制全量：英国牛津大学的D．WClarke等人于1987年将自△()=(，0，⋯，0)△()f2校正控制与预测控制的思想结合，提出了广义预—6)(k)=T(z一)[us(k一1)+△“，(k)]测控制，该模型在广义最小方差控制的基础上，在优化中引入了多步控制的思想，有较强的鲁棒性，3基

8、于隐式广义预测控制参数辨识适用于纯延时的非最小相位系统。在实际工业过当模型参数未