中储式球磨机制粉系统优化控制与性能评估方法研究

摘要

中储式球磨机制粉系统是中小型火力发电厂的核心设备，其具有强非线性，多变量耦合的特点。基于精确线性模型的常规控制策略难以在该对象上取得满意地控制效果，针对上述问题本文研究新型的优化控制策略和性能评估方法，以提高电厂自动化控制水平和经济效益。
　　 本文首先介绍了球磨机制粉系统的工作原理及工作过程，对球磨机的工作特性曲线进行了深入分析，讨论了热风量、冷风量、给煤量几个系统关键参数分别发生阶跃扰动时对系统输出的影响。在此基础上提出了基于细菌觅食优化算法的自适应解耦控制，细菌觅食算法具有群体智能搜索能力强，易跳出局部极小值等优点，结合单神经元自适应解耦控制，以球磨机制粉系统为控制对象进行了自适应解耦设计，通过仿真证明其优化算法可在大范围内解决系统的非线性和时滞问题，具有较强的鲁棒性和运行工况适应性。根据球磨机控制变量间耦合度强、数学模型不精确等一些问题，运用了虚拟参考迭代整定的方法进行优化重复控制设计，在被控对象模型和周期信号特征未知的情况下，通过一次闭环响应实验数据直接优化控制器参数，仿真表明与传统控制器相比性能得到了提高。针对控制器之间存在扰动、时滞导致控制器性能下降等因素，通过最小方差控制方法对球磨机制粉系统控制器进行了分析。最后，由消除趋势波动分析方法进行性能评估证明了三种先进控制方法的可行性与有效性。本文主要成果在于球磨机制粉系统的优化控制及其性能评估技术，研究成果在本领域内具有一定的实际意义和参考价值。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 球磨机先进控制方法的应用

1．3 控制器性能评估的原理及发展趋势

1．3．1 控制器性能评价—确定性方法

1．3．2 控制器性能评价—随机性方法

1．4 本文主要研究内容与章节安排

第二章 球磨机制粉系统动态特性分析与建模

2．1 球磨机制粉系统动态特性分析

2．1．1 球磨机出口温度影响因素的分析

2．1．2 球磨机入口负压影响因素的分析

2．1．3 球磨机的负荷影响因素的分析

2．2 球磨机制粉系统数学模型建立

2．3 本章小结

第三章 基于细菌觅食优化算法的球磨机自适应解耦控制

3．1 细菌觅食算法分析

3．2 单神经元自适应解耦控制

3．3 基于BFO算法的球磨机自适应解耦优化控制

3．4 本章小结

第四章 基于虚拟参考迭代整定方法的球磨机制粉系统优化重复控制

4．1 鲁棒重复控制

4．2 重复控制器设计

4．3 FRIT算法

4．4 PID控制器参数的FRIT优化整定

4．5 FRIT算法仿真

4．6 本章小结

第五章 最小方差控制及控制器性能评估方法

5．1 最小方差控制

5．1．1 最小方差自校正控制器

5．1．2 最小广义方差

5．1．3 最小方差控制律

5．2 最小方差方法与PID控制器优化设计的关系

5．3 基于控制回路性能评估的消除趋势波动分析

5．3．1 DFA计算

5．3．2 MVI和赫斯特指数之间的关系

5．4 数值仿真与分析

5．5 本章小结

结论与展望

1、研究结论

2、研究展望

参考文献

致谢

附录A (攻读硕士学位期间的成果)