300mw机组主汽温系统预测控制方案分析

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1、ClassifiedIndex:TP273U.D.C:620ThesisfortheMasterDegreeResearchonPredictiveControlSchemeinMainSteamTemperatureSystemof300MWPowerUnitCandidate:Supervisor:School:DateofDefence:Degree-Conferring-Institution:GaoShanViceProf.LiangWeipingSchoolofControlandComputerEngineeringMarch,2015NorthChinaElectric

2、PowerUniversity华北电力大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文GOOMW机组主汽温系统预测控制方案研究》,是本人在导师指导下,在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据木人所知,论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做岀重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名:日期:年月日华北电力大学硕士学位论文使用授权书《300MW机组主汽温系统预测控制方案研究》系本人在华北电力大学攻读硕-上学位期间在导师指导下完成的硕-上学位论文。木论文的研究成果归华北电

3、力大学所有,本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本,允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文,可以公布论文的全部或部分内容。木学位论文属于(请在以上相应方框内打“7”):保密口,在年解密后适用本授权书不保密口作者签名:日期:年月日导师签名:年月R摘要主蒸汽温度对机组安全、稳定、经济运行具有重要的意义,因而对其的控制要求非常严格,一般要求与设定值的偏差保持在±5。0以内。但该系统具有大迟延、大惯性、时变、扰动因素多等特点,且随着机组的容量

4、增大,惯性特征显著增强,被控对象更为复杂。传统的PID基于反馈原理,不能及时调节大迟延对象,往往会造成很人的超调量,而口固定参数的控制器在多变的生产环境中,控制效果也不够理想。本文研究了预测控制在300MW机组主汽温系统中的应用。针对被控对象的特点,采用结合自适应的广义预测控制,其基本原理是:预测模型,滚动优化和反馈校正。首先,总结了建模的方法、流程,根据仿真机上的阶跃扰动实验数据,选取不同的模型结构,用粒子群算法辨识数据,建立减温水与主汽温的传递函数模型,并进行验证。其次,由于预测控制以差分方程作为模型,故将连续模型离散化。考虑到阀门开度的实际限制,对计算得到的输入进行一定约束,此外

5、,还讨论了参数对控制品质的影响。最后,广义预测控制需要求解丢番图方程,计算复杂,文中提出了一种改进算法。将预测模型形式由CARIMA变成更为常用的CARMA,简化推导和计算,仿真说明了在建模噪声、外部扰动下,通过在线辨识模型参数,控制的可行性。结果表明:预测控制能有效控制大迟延对彖,具有较强的抗扰性能。关键词:主汽温;预测控制;系统模型;粒子群;改进广义预测控制AbstractMainsteamtemperatureisofgreatsignificanceforthesafety,stabilityandeconomyofpowerunit.Therefore,therequirem

6、entsofitareverystrict,andgenerallyrequiredeviationfromsetpointremainswithin±5°C.However,theobjecthasthepropertiesoflargetimedelay,largeinertia,time-varyingandmanydisturbancefactors.Especiallyinrecentyears,theunitbecominglarger,theobjectgetsmoredelayandmorecomplex・Basedonthefeedback,traditionalPI

7、Dcannotregulatelargedelayobject,foritoftencausesbigovershoot.Andusingfixedparametersinthechangingproductionenvironment,thecontroleffectisnotideal.Thispaperstudiestheapplicationofpredictivecontrolinmainsteamtemperaturesystemo

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