热工系统先进控制仿真研究

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1、摘要电力行业节能减排要以火电厂节能减排为核心，以降低火电厂煤耗、厂用电率为重点。从节能的实际出发，对于火电厂热工控制系统，本文主要从控制参数的整定和控制策略的优化两个方面着手研究。本文首先介绍了PID参数自动整定算法，并针对整定效果的最优性提出了一个新的完善方案，采用Hooke—Jeeves模式搜索法进行了以几类常见的偏差项积分函数为性能指标的PID参数优化研究，通过对比分析得出，采用不同的优化控制律和控制参数对系统的控制品质影响很大，文中提出的方法可以确定出特定对象的最优性能指标。然后，本文综合单变量广义预测控制(G

2、PC)和串级控制的优点形成了GPC．PID串级控制，并进行了电厂主汽温控制系统的仿真研究，取得良好的控制效果。为了减小算法的计算量，引入了使控制增量在控制时域内逐步衰减的思想，并在该设计方案中提出了新的控制增量衰减算法。其次，由于工业现场中所遇到的大部分过程是多变量过程，文中引入了集中式、分散式两种多变量广义预测(MGPC)算法。考虑到算法计算量过重难于编程实现，文中分别提出了集中式和分散式多变量广义预测控制的简化算法，并在后面的仿真算例中发现分散式MGPC算法较集中式算法有一定的解耦优势。最后，利用MGPC算法自身优

3、良的协调特性，分别把集中式MGPC简化算法和有约束分散式MGPC简化算法引入到单元机组协调控制系统中，仿真结果进一步验证了算法的可行性。同时考虑到当MGPC算法在单元机组协调控制系统中应用时，其设定值对机组负荷参考轨迹的依赖性，文中结合实际情况引入了一种负荷参考轨迹的预见设定方案，以满足电网对机组负荷跟随性的要求。关键词：节能减排PID参数自整定性能指标电站锅炉主汽温串级控制系统多变量广义预测控制算法单元机组协调控制AbstractABSTRACTEnergy-savingandemissionreductionint

4、hermalpowerplantwastheCOleofenergy—savingandemissionre．ductioninindustryofelectricity—generating．Coalconsumptionandelectricityconsumptionrateinpowerplantwasthefocalpointofenergy—savingandemissionreductioninindustryofelectricity-generating．Fromtherealityofenergy—

5、saving，thetwoprincipalaspectsofresearchinthisarticlewerethecontrolparameterstuningandcontrolstrategyoptimazationincoal—firepowerplant．Firstly,thisarticleintroducedtheself-tuningalgorithmofPIDparameters．Aimingatgainingthebesteffectonself-tuning，anewprogramwasprop

6、osed．ThisprogramdidaresearchontheoptimizationofthePIDparameters．ItwasappliedintheresearchthattheHooke—Jeevesalgorithmwhichperformanceobjectivescouldbespecifiedasthefunctionoferroritems．Theresultofsimulationindicatedthatusingdifferentperformanceobjectiveswouldmak

7、ediverseinfluenceonthecontrolquality．Thisprogramcouldgetthemostsuitableformulaforthespecificsystem．Secondly,compositingtheadvantagesofsingle-variablegeneralizedpredictivecontrolandcascadecontrol，theGPC—PIDcascadecontrolwasdiscussedindetail，andasimulationstudyoft

8、hemainsteamtemperatureinpowerplantwascarriedout．Agoodcontrolperformancewasachieved．Inordertoreducetheamountofcalculation，adesigninwhichthecontrolincrementgraduallydec