余热锅炉汽包水位噪声信号建模及其在联合循环仿真中的应用

摘要

本文在美国通用电气公司爱迪生基金的支持下对随机噪声信号仿真建模进行了研究，提出了一套对随机噪声信号进行仿真建模的方法，并利用该方法为联合循环汽包仿真模型建立了随机水位噪声模块。 本文在分析水位噪声信号特点的基础上提出了利用时间序列分析和谐波分解理论对噪声信号进行参数建模的基本仿真方法。 自回归模型（AR模型）在信号处理领域被广泛应用为一种高精度参数谱估计方法，但较少用于仿真。本文将该方法改造并应用为一种信号仿真建模方法。AR模型实现了按照功率谱仿真信号的目的。同时，本文根据谐波分解理论，采用扩展的Prony方法建立了谐波检测程序，Prony方法可以检测数据中的正弦分量并给出每一正弦分量频率、振幅和相位的估计值。使用该程序检测获得噪声信号的主要谐波分量，并将数据的拟和残差表示为AR模型，即可利用谐波分量和AR模型对水位噪声信号进行仿真。 按照上述方法，本文分别在EASY5和MATLAB仿真平台上实现了水位噪声信号仿真模型。使用汽包传递函数模型和三冲量PID控制器进行的仿真测试表明，该噪声模型是合理有效的。