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基于内模控制的电站锅炉主汽温控制研究

邵萌萌  
【摘要】: 主汽温控制系统对锅炉机组运行的安全性和经济性有着极为重要的关系,因此对其要求十分严格。但是由于该系统被控对象具有非线性、时变、较大的惯性、迟延性等特点,尤其是近年来发电机组越来越向高参数、大容量的方向发展,被控对象变得更加复杂,对控制品质的要求也随之变得更高,传统的串级PID控制系统已经不能完全满足过热汽温控制性能的要求。 内模控制以其设计简单、设计直观简便、跟踪调节性能好、鲁棒性强、能消除不可测量干扰等优点,为控制理论界和工程界所重视。同时它又能够像史密斯预估器那样适用于大迟延系统中。因此,在大迟延、大惯性的主汽温控制系统中采用内模控制策略具有非常重要的实际意义。 本文在深入分析内模串级控制策略之后,并对其加以改进,然后创新性地应用到主汽温控制中。即本文设计了一种新的主汽温内模串级控制系统(IMC-P),使用黑龙江鹤岗电厂提供的现场数据和量子神经网络对主汽温被控对象建立模型,网络训练测试之后,设计了一种将所获得的网络权值转换成传递函数的形式的方法,进而获得被控对象的数学模型,再采用量子粒子群算法对内模控制器中的滤波器参数进行寻优,最后结合本文设计的内模控制算法,组成IMC-P串级主汽温控制系统。仿真结果表明,本文设计的量子神经网络内模串级控制系统,具有较强的抗干扰能力、鲁棒性好以及良好的调节品质,对电站锅炉主汽温的控制效果明显优于PID-P控制系统。


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