多变量预测控制器在200MW火电机组主汽温控制系统中的应用研究

论文摘要

200MW火电机组主汽温被控对象具有大迟延、时变性和非线性等特点,因而用传统的串级PID控制方法难以达到理想的控制效果。本文针对工艺特点,采用多变量模型预测控制替代传统的串级PID控制方法,着重解决负荷变化以及其他未知因素干扰引起的主汽温变化大的问题,从而保证主汽温控制系统能够长期在规定的范围内自动运行,最终解决安全性和经济性两大问题。本文利用一章介绍多变量模型预测控制器的设计,针对200MW火电机组主汽温被控对象的特性采用了合理的控制方案。控制方案为将主汽温控制系统中的两级减温水阀分别采用预测控制进行控制,且两级减温水阀彼此相互独立控制,以二级减温器入口温度和主蒸汽温度为被控对象。选择合适的调节参数,从而达到优良的控制性能。本设计过程中,分别采用常规的串级PID控制方法和预测控制方法,以200MW火电机组电脑仿真平台上的主汽温为对象进行仿真试验,通过对试验结果进行分析表明,在电厂主蒸汽温度控制中,预测控制对主汽温控制不管是在主汽温最大偏差还是在响应速度上来说都要优于传统的串级PID控制系统。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的目的及意义
• 1.2 课题研究的现状
• 1.3 课题研究的主要内容
• 2 预测控制基本原理及算法
• 2.1 预测控制原理
• 2.1.1 预测模型
• 2.1.2 滚动优化
• 2.1.3 反馈校正
• 2.2 多变量系统的预测控制算法
• 2.2.1 预测模型
• 2.2.2 滚动优化
• 2.2.3 反馈校正
• 3 多变量预测控制器的应用设计
• 3.1 动态响应测试
• 3.1.1 单变量动态响应测试
• 3.1.2 多变量动态响应测试
• 3.2 模型辨识
• 3.3 控制器离线仿真与参数整定
• 3.4 控制器投运
• 3.5 FRONT-Suite控制器执行步骤
• 3.5.1 模型预测
• 3.5.2 稳态优化
• 3.5.3 动态控制
• 4 多变量预测控制器在主汽温控制系统中的应用
• 4.1 主汽温调节对象的特性及流程
• 4.1.1 主汽温调节对象的动态特性
• 4.1.2 主汽温调节流程
• 4.2 主汽温控制系统方案设计
• 4.2.1 主汽温串级PID控制
• 4.2.2 主汽温预测控制系统
• 4.3 多变量测试与模型辨识
• 4.3.1 变量的选取
• 4.3.2 变量间关系的确定
• 4.3.3 多变量通道测试
• 4.3.4 模型辨识
• 4.4 主汽温预测控制器投运
• 5 主汽温控制结果分析对比
• 5.1 负荷由120MW升到200MW
• 5.1.1 仿真结果
• 5.1.2 结果分析
• 5.2 负荷由200MW降到120MW
• 5.2.1 仿真结果
• 5.2.2 结果分析
• 5.3 负荷来回变动
• 6 结论及展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历