基于速率优化的智能协调控制系统的研究和应用

【摘要】： 大型火力发电机组的协调控制系统是一个相对复杂的多变量控制系统。当 前常用的基于直接能量平衡和间接能量平衡的协调控制系统往往不能满足电网 自动化对它越来越严格的要求。随着现代控制理论的发展，众多高级控制算法 都在尝试解决多变量控制方法在协调控制系统中的实现问题。智能控制的方法 也越来越深入地应用于控制实践中。本文的研究方向集中在如下几个研究领域： 在分析协调控制系统的能量平衡关系以及非线性关系的基础上，本文中给 出了一种通用的协调控制系统动态仿真模型，并给出了模型未定参数的求取方 法。文中还给出了基于负荷/压力增量预测的数学模型，并验证了仿真模型和预 测模型的有效性。 文中分析了负荷/压力增量预测模型的物理意义，并提出了三种基于负荷/压 力增量预测模型的解耦方法：基于相对增益的解耦方法，基于多变量内模控制 的解耦方法，简化的解耦方法。文中还通过仿真实验验证了解耦策略的有效性。 本文还给出了智能协调控制系统的总体结构、任务约束机制以及在锅炉伺 服系统中应用自适应内模控制器，汽机伺服控制系统中应用滞环非线性逆补偿 器的方法和实现途径。锅炉伺服系统中的自适应内模控制器，很好地解决了锅 炉对象时间迟延补偿以及控制器预估模型动态、静态适应性能；而汽机伺服系 统中应用的基于规则的滞环非线性逆补偿器很好地解决了由于非线性特性给系 统稳定带来的难题，并给出了利于工程实现的参数自适应调整机制。 为了解决系统中存在的不确定干扰以及未建模动态，本文提出了在协调控 制系统中应用智能化机制的方法。文中在分析协调控制系统性能反馈模型的基 础上，给出了在协调控制系统中应用多变量智能控制以及多变量模糊控制策略 的方法。文中还给出了基于规则的控制器参数自适应调整机制，并讨论了系统 集成和系统优化的方法和思路。 本文最后给出了智能协调控制系统在一个330MW机组上成功应用的实例。 文中给出了协调控制系统的具体实现方案，并通过实际运行曲线分析了控制系 统的动态以及静态性能。这个应用成果已经通过了省科委组织的技术鉴定。