循环流化床锅炉主汽温控制系统及其控制策略研究

论文摘要

本篇文章主要针对典型工业过程的预测函数控制算法的理论和应用进行了研究。首先介绍了预测控制方法的基本原理,给出了一阶惯性加纯滞后系统的预测函数控制具体算法。从算法结构和仿真实验上看出:该控制方法计算简单,具有跟踪准确、快速,抑制干扰等特点。其次,对现场循环流化床锅炉应用的三级喷水减温系统进行了分析,并考虑将PFC与PID相结合,采用PFC-PID串级主汽温控制策略。此控制策略将内回路和惰性区对象构成PFC的广义被控对象进行拟合简化得到一阶惯性加纯滞后对象,作为PFC的预测模型,算法简单。进一步仿真实验表明PFC-PID串级控制策略的控制品质优于PID串级控制策略。预测模型失配时,系统仍具有良好的控制品质。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题意义
• 1.2 课题的研究背景与发展概况
• 1.2.1 预测控制产生的原因及背景
• 1.2.2 预测控制的发展
• 1.2.3 预测控制的分类
• 1.2.4 预测控制的基本原理
• 1.2.5 预测控制的工业应用
• 1.3 本文的主要工作
• 1.4 小结
• 第二章 预测函数控制基本原理
• 2.1 预测函数控制国内外现状
• 2.2 预测函数控制的基本原理及算法研究
• 2.2.1 预测函数控制的特征
• 2.2.2 预测模型
• 2.2.3 滚动优化
• 2.2.4 反馈校正
• 2.3 典型工业过程的预测函数控制
• 2.3.1 一阶过程
• 2.3.1.1 阶跃变化设定值情况
• 2.3.1.2 斜坡变化设定值情况
• 2.3.2 仿真研究
• 2.3.2.1 一阶过程
• 2.3.2.2 二阶过程
• 2.3.2.3 高阶过程
• 2.4 小结
• 第三章 火电厂循环流化床锅炉主蒸汽温度控制系统
• 3.1 热工对象概述
• 3.1.1 热工控制的一般特点
• 3.1.2 循环流化床锅炉蒸汽流程
• 3.2 循环流化床锅炉主汽温对象的特性
• 3.3 汽温调节方法
• 3.4 三级喷水减温系统
• 3.5 小结
• 第四章 PFC-PID串级控制在主汽温控制中的应用
• 4.1 一阶惯性加纯滞后系统的预测函数控制算法
• 4.2 PFC-PID 串级主汽温控制系统
• 4.2.1 主汽温对象的特点
• 4.2.2 PFC-PID 串级主汽温控制系统的结构
• 4.3 仿真研究
• 4.3.1 PFC-PID 串级控制系统与 PID 串级控制系统的控制效果比较
• 4.3.2 控制系统的鲁棒性
• 4.3.3 控制系统抗干扰能力
• 4.4 小结
• 第五章 结论和展望
• 5.1 研究工作的总结
• 5.2 预测函数控制的发展展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学校期间发表论文及参加科研情况