基于间接能量平衡的锅炉汽温GPC—PID串级控制

针对电站锅炉汽温对象由于存在大惯性、大时滞、非线性和难以建立精确模型，使得传统串级PID控制算法在满足AGC负荷响应快速性和准确性方面存在较大不足等问题，基于直接能量平衡思想，提出一种间接能量平衡法（IEBM）。通过IEBM构造并预测整定出反映变负荷工况的导前汽温设定值，把原串级控制系统中副控制器的随动控制功能改变为定值控制，从而达到间接控制锅炉主汽温和再热汽温的目的。由于系统能及时“预测”到汽温迟延受不同负荷的影响，导前汽温成为控制的主体，采用广义预测控制策略（GPC），而主回路仍然采用PID控制器，构成新型基于多模型RBF神经网络离线辨识的IEBM—GPC-PID串级控制系统。经现场实测数...

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Published in电机与控制学报 Vol. 20; no. 9; pp. 9 - 16
Main Author 王爽心 贺飞 刘如九 马海林
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 北京交通大学机械与电子控制工程学院,北京,100044 2016
Subjects
串级控制
广义预测控制
电站锅炉
蒸汽温度
间接能量平衡法
generalized predictive control
cascade control
串级控制
power station boilers
steam temperature
广义预测控制
蒸汽温度
indirect energy balance method
电站锅炉
间接能量平衡法
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Summary:针对电站锅炉汽温对象由于存在大惯性、大时滞、非线性和难以建立精确模型，使得传统串级PID控制算法在满足AGC负荷响应快速性和准确性方面存在较大不足等问题，基于直接能量平衡思想，提出一种间接能量平衡法（IEBM）。通过IEBM构造并预测整定出反映变负荷工况的导前汽温设定值，把原串级控制系统中副控制器的随动控制功能改变为定值控制，从而达到间接控制锅炉主汽温和再热汽温的目的。由于系统能及时“预测”到汽温迟延受不同负荷的影响，导前汽温成为控制的主体，采用广义预测控制策略（GPC），而主回路仍然采用PID控制器，构成新型基于多模型RBF神经网络离线辨识的IEBM—GPC-PID串级控制系统。经现场实测数据仿真结果表明，提出的方法能够明显地提升汽温的控制效果，改善控制系统的鲁棒性。
Bibliography:power station boilers ; steam temperature ; indirect energy balance method ; cascade control ;generalized predictive control
WANG Shuang-xin, HE Fei, LIU Ru-jiu, MA Hai-lin （ School of Mechanical, Electronic and Control Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China）
Due to steam temperature characteristics of great inertia, pure time-delay, non-linear and diffi- cult to establish accurate models at power station, the conventional cascade PID controller is faced with significant shortcomings with its rapidity and accuracy of AGC＇ s （ Automatic generation control） load response. Based on the fundamental idea of direct energy balance （ DEB）, an indirect energy balance method （IEBM） was proposed which can construct and predict the setting values of intermediate steam temperature that varies with the load＇ s command. It changed the inner controller in cascade system from original servo system into a constant value system so as to indirectly achieve the control of superheated and reheated steam temp
ISSN:1007-449X
DOI:10.15938/j.emc.2016.09.002