基於簡化二階自抗擾控制器的電廠主汽溫度控制方法
2023-05-13 03:12:46 1
專利名稱：基於簡化二階自抗擾控制器的電廠主汽溫度控制方法
技術領域：
本發明涉及一種電廠溫度控制方法，尤其是一種基於簡化二階自抗擾控制器的電廠主汽溫度控制方法。
背景技術：
目前，鍋爐運行中保持過熱汽溫的穩定性，對於減少設備損耗、確保整個熱力網安全運行具有重大的意義。然而，主汽溫度控制對象具有時變、不確定性和非線性等複雜特性給常規的控制帶來一定的難度。傳統的火電廠主汽溫控制系統大多採用常規的PID串級控制方案；但是模型參數的不確定性以及在控制系統的運行中出現環境變化、元件老化等問題，採用常規的PID控制就很難取得滿意的控制品質。
發明內容
為了克服電廠主汽溫控制過程中的現有控制策略存在的適應能力差，抗幹擾能力弱，易受系統參數變化影響等缺陷，本專利提出一種簡化二階自抗擾控制方法，既可以克服被控對象的大慣性、大延遲缺陷，又可以提供擾動補償作用，克服被控對象環境中存在的負荷、煙氣流量等擾動。其控制效果明顯優於常規PID等控制方案。為達到上述目的，本發明的採用以下技術手段 本發明的工作原理及有益效果表現在
對於電廠過熱汽溫控制系統，由於汽溫對象存在大慣性、大延遲特點，每級過熱器都設有兩個溫度測點，一是噴水減溫器後面的過熱汽溫，二是過熱器出口汽溫，為充分利用系統信息，提高調節性能，採用串級控制方式兩個變量構成串級汽溫調解控制系統。在串級控制系統中，內環採用PID調節，消除導前汽溫的偏差，對過熱汽溫起到粗調作用；由於導前區對象八的慣性和延遲比惰性區對象要小得多，在減溫水作用下，減溫器出口導前溫度的響應要比過熱器出口快得多，因此，內環採用PID調節即可。外環採用簡化二階自抗擾控制一方面克服惰性區對象 的大慣性、大延遲，另一方面利用自抗擾控制的擾動補償作用，克服負荷、煙氣等因素擾動。本發明算法簡單、參數易於調節，不依賴於交流電機精確的數學模型就能夠很好地實現速度和兩張力之間的解耦控制，獲得較快的響應速度、較高的穩態精度、較強的抗幹擾能力以及較好的魯棒性。
圖1為基於簡化二階線性自抗擾控制器的汽溫控制方案圖； 圖2為簡化二階線性自抗擾控制器結構圖。
具體實施例方式下述未述及的相關技術內容均可採用或借鑑現有技術。
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如圖1、2所示，一種基於簡化二階自抗擾控制器的電廠主汽溫度控制方法，包括依次串級輸入連接控制的簡化二階自抗擾控制器、PID控制器、導前區對象輸出^、惰性區對象輸出 ，其中導前區對象輸出八負反饋於PID控制器前端節點形成內環，惰性區對象輸出 輸出負反饋於簡化二階自抗擾控制器前端節點形成外環；
所述的簡化二階線性自抗擾控制器包括串級輸入連接控制的二階跟蹤微分器、PD控制器、溫度被控對象，ν (t)經二階跟蹤微分器後輸出ν Jt)和v2(t)，ν Jt)和v2(t)經PD 控制器輸出，經溫度被控對象輸出y(t)；
溫度被控對象y(t)經三階擴張態觀察器輸出狀態變量Z1 (t)、和&(0 Z1 (t) 反饋於ν Jt)，經反饋節點向PD控制器輸入ei(t) ;z2(t)反饋於ν 2(t)，經反饋節點向PD 控制器輸入；z3(t)經反饋於PD控制器輸出U。(t)後形成U(t)，U(t) —路輸入溫度被控對象，一路經k輸入三階擴張態觀察器， 所述溫度被控對象輸入有變量w (t)。通過以下過程對上述方法做進一步說明 對於二階溫度被控對象
權利要求
1.一種基於簡化二階自抗擾控制器的電廠主汽溫度控制方法，其特徵在於，所述的控制方法為包括依次串級輸入連接控制的簡化二階自抗擾控制器、PID控制器、導前區對象輸出^、惰性區對象輸出 ，其中導前區對象輸出~負反饋於PID控制器前端節點形成內環，惰性區對象輸出 輸出負反饋於簡化二階自抗擾控制器前端節點形成外環；所述的簡化二階線性自抗擾控制器包括串級輸入連接控制的二階跟蹤微分器、PID控制器、溫度被控對象，r (t)經二階跟蹤微分器後輸出K1 (t)和r2(t)，h(t)和K2 (t)經PID 控制器輸出Uq (t)，經溫度被控對象輸出(t)；溫度被控對象y(t)經三階擴張態觀察器輸出狀態變量Z1 (t)、和&(0 Z1 (t) 反饋於ν Jt)，經反饋節點向PID控制器輸入ei(t) ;z2(t)反饋於ν 2(t)，經反饋節點向PD 控制器輸入；z3(t)經反饋於PD控制器輸出U。(t)後形成U(t)，U(t) —路輸入溫度被控對象，一路經k輸入三階擴張態觀察器，所述溫度被控對象輸入有變量w (t)。
2.根據權利要求1所述的控制方法，其特徵在於對於二階溫度被控對象χ — jf (x, X^wir ) ^r hu ^y — χ其中，《是控制量，『為幹擾，是系統輸出，/為適當選取的非線性函數；將其變化為狀態形式如下二 X^ + S10U JCs^k..-F = Aχ = Ax -I Su -I jESy = CxO O相關的線性擴張狀態觀測器LESO如下y = Cz其中L為觀測器增益矢量，可以通過極點配置方法得到/.=|α α ΑΓ線性自抗擾控制器ADRC的控制量為 《PD控制器為Mv- )
全文摘要
本發明設計了一種基於二階簡化自抗擾控制器的電廠主汽溫度控制方法，採用串級控制方式構成串級汽溫調解控制系統，內環採用PID調節，消除導前汽溫的偏差，對過熱汽溫起到粗調作用；外環採用簡化的二階自抗擾控制器，控制過熱器出口溫度，充分克服惰性區溫度對象的大慣性、大延遲特點，並利用簡化的二階自抗擾控制的擾動補償作用，克服負荷、煙氣等因素擾動，保證主汽溫度的穩定。本發明算法簡單、參數易於調節，不依賴於電廠主汽溫度精確的數學模型就能夠很好地獲得較快的響應速度、較高的穩態精度、較強的抗幹擾能力以及較好的魯棒性。
文檔編號G05B11/42GK102360176SQ201110204928
公開日2012年2月22日 申請日期2011年7月21日 優先權日2011年7月21日
發明者丁超, 孫永福, 孫豔萍, 張立華, 杜燕, 王琳, 紀恩慶 申請人:山東省電力學校