动态矩阵控制算法在协调控制系统中的应用研究

摘要

近年来，随着电力行业的不断发展，大容量、高参数的单元机组不断增加，600MW和1000MW的大型单元机组已经成为电力系统的主力机组，而作为电厂自动控制系统中最为核心的部分，协调控制系统对机组安全、稳定和经济运行起着越来越关键的作用，因此电厂对协调控制系统的要求也越来越高。随着计算机控制技术的发展以及对现代控制理论的深入研究，越来越多的智能控制策略不断应用于复杂的工业过程。预测控制算法作为一种智能控制算法，因其对被控对象的模型要求低、鲁棒性好，已经被广泛应用于复杂的工业过程中，并显示出了其优越性。　　本文对动态矩阵控制算法(DMC)进行了深入地研究，并将其应用于600MW机组协调控制系统中。首先，详细介绍了协调控制系统的基本概念，确定了本文所采用的被控对象模型；其次，对单变量动态矩阵控制(DMC)进行分析研究，推导出了带有前馈的动态矩阵控制算法(FF-DMC)，并通过控制仿真验证了FF-DMC算法的可行性，取得了良好的控制效果；再次，对多变量动态矩阵控制算法进行分析研究，通过仿真对多变量集中控制与多变量分散控制进行比较，结果表明：多变量DMC集中控制算法的控制品质要优于多变量DMC分散控制算法；然后，将多模型控制与多变量DMC控制相结合，通过控制仿真表明：对非典型工况点进行控制时多模型多变量DMC的控制品质要优于单模型DMC；最后，以某电厂＃3号机组(600MW)75％负荷条件下的协调控制模型为被控对象，分别采用FF-DMC和多变量DMC对该对象进行控制，再次验证了FF-DMC算法的可行性，结果表明：采用FF-DMC和多变量DMC对该#3号机组的协调控制模型进行控制均可获得良好的控制效果。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 研究现状及发展方向

1.3 本文的研究内容

第2章 协调控制系统概述

2.1 协调控制系统的基本概念

2.2 单元机组协调控制系统对象特性

2.3 本章小结

第3章 单变量动态矩阵控制算法

3.1 预测控制算法

3.2 单变量动态矩阵控制基本算法

3.3 动态矩阵控制参数的设计

3.4 带有前馈的动态矩阵控制

3.5 MATLAB仿真

3.6 本章小结

第4章 多变量动态矩阵控制算法

4.1 多变量动态矩阵控制算法

4.2 MATLAB仿真

4.3 本章小结

第5章 多模型多变量动态矩阵控制

5.1 多模型控制策略

5.2 MATLAB仿真

5.3 本章小结

第6章 动态矩阵控制算法在协调控制系统中的应用

6.1 600MW单元机组控制系统对象模型

6.2 FF-DMC在600MW协调控制系统中的应用

6.3 多变量DMC在600MW单元机组协调控制系统中的应用

6.4 本章小结

第7章 结论与展望

参考文献

读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢