预测控制在主汽温系统中的应用研究

摘要

电厂主汽温系统具有大惯性、大迟延、时变、扰动因素多等特点。随着机组容量的增大，主汽温系统会更加复杂。主蒸汽温度的好坏直接影响着整个电厂的安全经济运行，因此该系统的控制要求非常严格。目前，由于PID控制器原理简单，易于操作，在电厂中广泛应用。针对复杂主汽温系统，源于反馈机理的传统PID控制，往往会由于不能及时调节而造成过调，而且在多变环境中，固定控制器参数控制效果都不太理想。
　　本文的研究内容为预测控制在主汽温系统中的应用研究，根据主汽温系统的特性，采用广义预测控制作为研究方向。本文首先研究了递推粒子群算法，将粒子群算法和递推思想进行结合，构成递推粒子群算法。其次，选取仿真机上的模型作为被控对象，基于实际阀门限幅的运行环境，在硬约束的情况下，利用递推粒子群进行参数估计，选取基于丢番图方程的广义预测算法进行控制，得到了很好的控制效果。但是，广义预测控制需要求解丢番图方程和仿真控制中采用硬约束的方法，不仅计算量大而且与工业实际会有很大的出入。在这种情况下，文中进一步提出了一种自带约束输入的广义预测控制，该算法选用常用的CARMA模型作为研究基础，结合约束输入柔化系数，柔化阀门开度变化，推导简单，计算量小，同时避免了输入存在激增的情况，更贴近于工业实际。结果表明，该基于约束输入的广义预测控制具有很好鲁棒性和控制能力，实用价值强。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要工作

第2章 主汽温系统分析

2.1 主汽温对象的动态特性

2.2 主汽温系统的常规调节方式

2.3 本章小结

第3章 递推粒子群算法

3.1 粒子群算法原理

3.2 标准粒子群算法

3.3 递推粒子群算法及实现

3.4 本章小结

第4章 广义预测控制

4.1 预测控制的基本原理

4.2 广义预测控制

4.3 广义预测在主汽温系统中的应用

4.4 本章小结

第5章 约束输入的广义预测控制

5.1 模型预测

5.2 参考轨迹

5.3 将来输出ym (k+j)的简化计算

5.4 目标函数与控制算法

5.5 约束输入的广义预测控制仿真

5.6 本章小结

第6章 总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和参加的科研情况

致谢