超临界机组控制系统抗干扰设计及结构优化分析

摘要

大容量、低能耗的超临界机组在提高机组热效率和经济性的同时，也给电厂的热工控制系统提出了更高的要求，其控制品质的改善是提高电厂运行水平的关键。针对超临界机组的特点，运用自抗扰控制技术和格拉姆矩阵解耦法的相关原理对机组抗干扰及协调控制的结构问题进行了研究，提高了控制系统的性能。
　　 在抗干扰控制方面，在自抗扰控制技术的基础上，提出了超临界锅炉中间点温度控制系统新的控制方案。作为超临界锅炉燃水比控制的重要信号，中间点温度起着决定汽水分界点、燃料量与给水量匹配和控制主蒸汽温度的关键作用，其控制的好坏直接影响着机组的安全、经济运行。但模型的不确定性使常规PID控制器在机组负荷变化较大时，控制品质不好，主蒸汽温度波动较大。针对此问题，设计了基于自抗扰多模型超临界机组中间点温度的控制策略。解决了因负荷大范围变化而引起的控制效果差的难题，获得了较好的控制品质。
　　 在控制系统结构方面，针对超临界机组的特性，对其协调控制系统进行了研究。在获得机组数学模型的基础上，应用格拉姆法对模型进行解耦简化，通过分析可以确定当煤水参数配比合适、中间点温度控制效果平稳时，可以将三输入三输出的超临界直流机组的控制系统简化为双输入双输出控制系统的线性近似模型，并根据简化模型响应曲线的相似性，获得了工程应用控制系统，并通过实践证明了该方法的有效性。

目录

声明

摘要

第1章 概述

1．1 选题背景及研究现状

1．2 选题意义

1．3 论文主要研究内容

1．3．1 基于先进控制算法的系统理论研究

1．3．2 基于系统结构的控制策略的研究

第2章 超临界机组自抗扰控制方法研究

2．1 引言

2．2 自抗扰控制器的设计

2．2．1 跟踪微分器(TD)

2．2．2 扩张状态观测器(ESO)

2．2．3 非线性误差反馈控制律(NLSEF)

2．3 多模型控制的切换策略

2．4 自抗扰多模型控制系统应用

2．5 超临界机组中间点温度控制系统的仿真

2．5．1 给水、燃料扰动量对中间点温度的动态特性

2．5．2 控制系统的仿真及结果分析

2．6 本章小结

第3章 超临界机组系统模型的构建及特性分析

3．1 研究对象

3．2 超临界机组结构分析及模型研究

3．3 超临界机组的模型降阶

3．3．1 Pade降阶算法

3．3．2 Routh降阶算法

3．3．3 均衡实现模型的降阶算法

3．4 超临界机组降阶后模型

3．5 超临界机组的动态特性

3．6 本章小结

第4章 超临界机组协调控制系统简化分析

4．1 引言

4．2 格拉姆矩阵解耦简化分析

4．3 系统的可观可控性的MATLAB实现

4．4 超临界机组结构分析

4．5 超临界机组协调控制系统的工程应用

4．5．1 机炉协调控制系统方式

4．5．2 协调控制系统双向静态解耦

4．5．3 协调控制系统的工程应用

4．6 超临界机组协调控制系统仿真

4．7 结论

第5章 结论与展望

5．1 研究总结

5．2 进一步工作展望

参考文献

读硕士学位期间发表的学术论文

致谢