模型参考模糊自适应内模控制及其在电厂主汽温控制中的应用研究

摘要

纯滞后、时变参数系统的控制问题，一直都是过程控制研究中的热点和难点。为克服控制量范围受限而产生的控制品质下降，也是控制界一直致力于解决的问题。包含不确定性的被控对象采用自适应控制方法往往性能能达到技术要求或最优，内模控制（IMC）方法对于纯滞后对象可以起到良好控制作用，但实际应用中由于控制量受限，其控制性能将受到影响。本文将自适应控制和IMC有机结合，提出了一种新型的控制策略。本文的主要工作和成果如下： 1、采用模型参考自适应控制，将模糊控制和内模控制结合，提出了一种模型参考模糊自适应内模控制方法：采用相消法设计内模控制器，用参考模型理想输出和实际对象输出之差e及其变化率△e在线模糊调节控制器中滤波参数。 2、用带反馈校正的模型预测作系统输出预测，根据系统响应和系统预测值是否在给定误差范围内，来共同决定控制量在限幅值与内模控制器输出值之间进行在线智能切换。 3、运用在线智能切换的模型参考自适应内模控制方法，针对由国内某500MW火电厂锅炉一级减温系统的被控对象进行仿真，并与常规内模控制和PID控制方法的仿真效果比较，结果表明，采用本文提出的方法在系统响应的快速性、鲁棒性和抗干扰方面都得到了较大改善，从而证明了本文方法的正确性和有效性。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1自适应控制理论

1.1.1研究自适应控制的必要性

1.1.2自适应控制理论的发展历史

1.1.3自适应控制理论的两种方法

1.2内模控制理论

1.2.1内模控制理论的研究意义

1.2.2内模控制理论的发展概况

1.2.3控制受限问题的研究情况

1.3火电机组生产过程的特点及自适应控制在其中的应用

1.4本文所作的工作

第二章基于模糊推理的模型参考自适应内模控制

2.1内模控制基本原理

2.2内模控制的特性

2.3内模控制器的设计

2.4控制器滤波器参数α的调节

2.4.1参数α的调整思想

2.4.2模糊参数调节器的离线设计

2.4.3参数α的模糊调整的在线实施

2.5仿真研究

2.6本章小结

第三章在线智能切换的模型参考模糊自适应内模控制

3.1控制量限幅的内模控制器

3.2模型预测的改进

3.3仿真研究

3.4本章小结

第四章模型参考模糊自适应内模控制在过热汽温中的应用

4.1主汽温被控对象的模型建立及动态特性分析

4.1.1锅炉蒸汽负荷变化时过热器的动态特性

4.1.2烟气量扰动下过热汽温的动态特性

4.1.3过热器入口蒸汽温度改变时过热器的动态特性

4.1.4影响蒸汽温度变化因素的分析

4.2仿真研究

4.2.1对给定值扰动的响应

4.2.2系统抗干扰性的检验

4.3本章小结

第五章结束语

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果