智能控制在电厂主蒸汽温度控制系统中的应用研究

论文摘要

电厂锅炉主蒸汽温度是电厂生产运行中的一个非常重要的监测和控制参数，过高或过低都会影响到机组的安全性和经济性，一般要求主蒸汽温度基本上维持在额定值(即给定值)附近。 主蒸汽温度的控制多年来一直是电厂过程控制中的一个难点，这主要是因为：首先，主蒸汽温度被控对象总是存在一定的迟延，而且机组容量越大迟延就越严重，常常使得反馈控制作用来不及进行调节；其次，主蒸汽温度被控对象的动态特性随着工况的变化会发生变化，即其数学模型在不同的工况下是不同的，这会导致参数固定不变的控制器在变工况情况下的实际控制效果恶化；另外，主蒸汽温度被控对象的动态特性是非线性的，也增加了控制的难度。 针对电厂过程控制中主蒸汽温度的大迟延性、非线性和时变性，本文在充分分析主蒸汽温度被控对象动态特性和现场实际情况的基础上，对将多种智能控制技术在主蒸汽温度控制系统中的综合应用进行了研究，即采用现代控制理论中的状态观测器技术，设计出高精度且简单实用的新型状态观测器，实现主蒸汽温度的导前汽温的重构；采用神经网络技术，实现了准确性较高的主蒸汽温度前馈控制；采用模糊控制技术，在很难获得主蒸汽温度被控对象的数学模型的情况下，实现了对主蒸汽温度的有效控制；设计出适用于过程控制的基于遗传算法机理的模糊控制器动态优化方法，解决了一般遗传算法实时性差的难题，实现了对电厂主蒸汽温度模糊控制系统中的模糊控制器的实时在线动态优化。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 电厂主蒸汽温度控制的现状
• 1.2 电厂主蒸汽温度控制的难点分析
• 1.3 智能控制技术在电厂主蒸汽温度控制中的应用研究现状
• 1.4 本文的研究目的和内容
• 1.5 本章小结
• 第二章 带纯迟延环节状态观测器在电厂主蒸汽温度控制中的应用研究
• 第一节 状态观测器的建立
• 2.1.1 线性定常系统的状态观测器的建立方法
• 2.1.2 利用状态观测器实现的状态反馈控制
• 第二节 带纯迟延环节状态观测器在电厂主蒸汽温度控制系统中的应用研究
• 2.2.1 目前状态观测器在电厂主蒸汽温度控制系统中的应用情况
• 2.2.2 状态观测器在主蒸汽温度控制系统的应用中存在的问题
• 2.2.3 带纯迟延环节的状态观测器
• 2.2.3.1 带纯迟延环节的主蒸汽温度被控对象状态观测器的实现
• 2.2.3.2 工况不变时采用高阶惯性数学模型的状态观测器与采用带纯迟延环节的状态观测器的比较
• 2.2.3.3 变工况时采用高阶惯性数学模型的状态观测器与采用带纯迟延环节的状态观测器的比较
• 第三节 本章小结
• 第三章 改进的模糊控制技术在主蒸汽温度控制中的应用研究
• 第一节 模糊控制简介
• 3.1.1 模糊控制的基本原理
• 3.1.2 模糊控制与传统的PID控制的区别
• 第二节 模糊控制技术在电厂主蒸汽温度控制系统中的应用现状
• 第三节 改进的模糊控制技术在电厂主蒸汽温度控制系统中的应用
• 第四节 本章小结
• 第四章 神经网络技术在电厂主蒸汽温度前馈控制中的应用研究
• 第一节 神经网络技术简介
• 4.1.1 神经网络控制技术的特点
• 4.1.2 几种常用的神经网络系统
• 第二节 神经网络技术在电厂主蒸汽温度控制系统中的应用研究的成果与不足分析
• 第三节 神经网络技术在电厂主蒸汽温度控制系统前馈中的应用研究
• 4.3.1 前馈控制作用在主蒸汽温度控制系统中的必要性分析
• 4.3.2 基于神经网络技术的主蒸汽温度前馈控制的设计
• 4.3.3 仿真试验
• 第四节 本章小结
• 第五章 基于遗传算法机理的模糊控制器动态优化新方法
• 第一节 遗传算法简介
• 5.1.1 遗传算法的产生、现状与发展
• 5.1.2 遗传算法的工作原理
• 5.1.3 遗传算法与其他搜索技术的比较
• 5.1.4 遗传算法的优势
• 5.1.5 遗传算法的应用领域
• 第二节 遗传算法在电厂主蒸汽温度控制中的应用现状
• 第三节 基于遗传算法机理的模糊控制器动态优化新方法
• 5.3.1 常规模糊控制器设计中存在的问题
• 5.3.2 遗传算法在电厂主蒸汽温度模糊控制系统的应用中存在的问题与不足
• 5.3.3 一种适用于实时过程控制的基于遗传算法机理的模糊控制器动态优化新方法（FCOM-GA）
• 5.3.3.1 FCOM-GA的设计思路
• 5.3.3.2 FCOM-GA的优点
• 第四节 FCOM-GA与基于常规遗传算法的模糊控制器优化法的对比研究
• 第五节 本章小结
• 第六章 多种智能控制技术在电厂主蒸汽温度控制系统中的综合应用
• 第一节 电厂主蒸汽温度被控对象的数学模型
• 6.1.1 电厂主蒸汽温度被控对象的数学模型特性的分析
• 6.1.2 对主蒸汽温度模糊控制器进行优化时采用分段方式的必要性分析
• 6.1.3 根据机组负荷分段的主蒸汽温度被控对象数学模型的建立
• 第二节 多种智能控制在电厂主蒸汽温度控制中的综合应用研究
• 6.2.1 多种智能控制技术集成的主蒸汽温度控制系统的组成
• 6.2.2 集成多种智能控制技术的主蒸汽温度控制系统的变负荷试验及其结果
• 第三节 本章小结
• 第七章 结论
• 7.1 全文结论
• 7.2 未来的研究和展望
• 参考文献
• 附录一: 作者攻博期间发表的论文
• 附录二: 作者参加的工程实践、科研项目及学术会议
• 致谢