專利名稱：基于簡化二階自抗擾控制器的電廠主汽溫度控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電廠溫度控制方法，尤其是一種基于簡化二階自抗擾控制器的電廠主汽溫度控制方法。
背景技術(shù)：
目前，鍋爐運行中保持過熱汽溫的穩(wěn)定性，對于減少設(shè)備損耗、確保整個熱力網(wǎng)安全運行具有重大的意義。然而，主汽溫度控制對象具有時變、不確定性和非線性等復(fù)雜特性給常規(guī)的控制帶來一定的難度。傳統(tǒng)的火電廠主汽溫控制系統(tǒng)大多采用常規(guī)的PID串級控制方案；但是模型參數(shù)的不確定性以及在控制系統(tǒng)的運行中出現(xiàn)環(huán)境變化、元件老化等問題，采用常規(guī)的PID控制就很難取得滿意的控制品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服電廠主汽溫控制過程中的現(xiàn)有控制策略存在的適應(yīng)能力差，抗干擾能力弱，易受系統(tǒng)參數(shù)變化影響等缺陷，本專利提出一種簡化二階自抗擾控制方法，既可以克服被控對象的大慣性、大延遲缺陷，又可以提供擾動補(bǔ)償作用，克服被控對象環(huán)境中存在的負(fù)荷、煙氣流量等擾動。其控制效果明顯優(yōu)于常規(guī)PID等控制方案。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的采用以下技術(shù)手段 本發(fā)明的工作原理及有益效果表現(xiàn)在
對于電廠過熱汽溫控制系統(tǒng)，由于汽溫對象存在大慣性、大延遲特點，每級過熱器都設(shè)有兩個溫度測點，一是噴水減溫器后面的過熱汽溫，二是過熱器出口汽溫，為充分利用系統(tǒng)信息，提高調(diào)節(jié)性能，采用串級控制方式兩個變量構(gòu)成串級汽溫調(diào)解控制系統(tǒng)。在串級控制系統(tǒng)中，內(nèi)環(huán)采用PID調(diào)節(jié)，消除導(dǎo)前汽溫的偏差，對過熱汽溫起到粗調(diào)作用；由于導(dǎo)前區(qū)對象八的慣性和延遲比惰性區(qū)對象要小得多，在減溫水作用下，減溫器出口導(dǎo)前溫度的響應(yīng)要比過熱器出口快得多，因此，內(nèi)環(huán)采用PID調(diào)節(jié)即可。外環(huán)采用簡化二階自抗擾控制一方面克服惰性區(qū)對象 的大慣性、大延遲，另一方面利用自抗擾控制的擾動補(bǔ)償作用，克服負(fù)荷、煙氣等因素擾動。本發(fā)明算法簡單、參數(shù)易于調(diào)節(jié)，不依賴于交流電機(jī)精確的數(shù)學(xué)模型就能夠很好地實現(xiàn)速度和兩張力之間的解耦控制，獲得較快的響應(yīng)速度、較高的穩(wěn)態(tài)精度、較強(qiáng)的抗干擾能力以及較好的魯棒性。


圖1為基于簡化二階線性自抗擾控制器的汽溫控制方案圖； 圖2為簡化二階線性自抗擾控制器結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下述未述及的相關(guān)技術(shù)內(nèi)容均可采用或借鑒現(xiàn)有技術(shù)。
4
如圖1、2所示，一種基于簡化二階自抗擾控制器的電廠主汽溫度控制方法，包括依次串級輸入連接控制的簡化二階自抗擾控制器、PID控制器、導(dǎo)前區(qū)對象輸出^、惰性區(qū)對象輸出 ，其中導(dǎo)前區(qū)對象輸出八負(fù)反饋于PID控制器前端節(jié)點形成內(nèi)環(huán)，惰性區(qū)對象輸出 輸出負(fù)反饋于簡化二階自抗擾控制器前端節(jié)點形成外環(huán)；
所述的簡化二階線性自抗擾控制器包括串級輸入連接控制的二階跟蹤微分器、PD控制器、溫度被控對象，ν (t)經(jīng)二階跟蹤微分器后輸出ν Jt)和v2(t)，ν Jt)和v2(t)經(jīng)PD 控制器輸出，經(jīng)溫度被控對象輸出y(t)；
溫度被控對象y(t)經(jīng)三階擴(kuò)張態(tài)觀察器輸出狀態(tài)變量Z1 (t)、和&(0 Z1 (t) 反饋于ν Jt)，經(jīng)反饋節(jié)點向PD控制器輸入ei(t) ;z2(t)反饋于ν 2(t)，經(jīng)反饋節(jié)點向PD 控制器輸入；z3(t)經(jīng)反饋于PD控制器輸出U。(t)后形成U(t)，U(t) —路輸入溫度被控對象，一路經(jīng)k輸入三階擴(kuò)張態(tài)觀察器， 所述溫度被控對象輸入有變量w (t)。通過以下過程對上述方法做進(jìn)一步說明 對于二階溫度被控對象
權(quán)利要求
1.一種基于簡化二階自抗擾控制器的電廠主汽溫度控制方法，其特征在于，所述的控制方法為包括依次串級輸入連接控制的簡化二階自抗擾控制器、PID控制器、導(dǎo)前區(qū)對象輸出^、惰性區(qū)對象輸出 ，其中導(dǎo)前區(qū)對象輸出~負(fù)反饋于PID控制器前端節(jié)點形成內(nèi)環(huán)，惰性區(qū)對象輸出 輸出負(fù)反饋于簡化二階自抗擾控制器前端節(jié)點形成外環(huán)；所述的簡化二階線性自抗擾控制器包括串級輸入連接控制的二階跟蹤微分器、PID控制器、溫度被控對象，r (t)經(jīng)二階跟蹤微分器后輸出K1 (t)和r2(t)，h(t)和K2 (t)經(jīng)PID 控制器輸出Uq (t)，經(jīng)溫度被控對象輸出(t)；溫度被控對象y(t)經(jīng)三階擴(kuò)張態(tài)觀察器輸出狀態(tài)變量Z1 (t)、和&(0 Z1 (t) 反饋于ν Jt)，經(jīng)反饋節(jié)點向PID控制器輸入ei(t) ;z2(t)反饋于ν 2(t)，經(jīng)反饋節(jié)點向PD 控制器輸入；z3(t)經(jīng)反饋于PD控制器輸出U。(t)后形成U(t)，U(t) —路輸入溫度被控對象，一路經(jīng)k輸入三階擴(kuò)張態(tài)觀察器，所述溫度被控對象輸入有變量w (t)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于對于二階溫度被控對象χ — jf (x, X^wir ) ^r hu ^y — χ其中，《是控制量，『為干擾，是系統(tǒng)輸出，/為適當(dāng)選取的非線性函數(shù)；將其變化為狀態(tài)形式如下二 X^ + S10U JCs^k..-F = Aχ = Ax -I Su -I jESy = CxO O相關(guān)的線性擴(kuò)張狀態(tài)觀測器LESO如下y = Cz其中L為觀測器增益矢量，可以通過極點配置方法得到/.=|α α ΑΓ線性自抗擾控制器ADRC的控制量為 《PD控制器為Mv- )
全文摘要
本發(fā)明設(shè)計了一種基于二階簡化自抗擾控制器的電廠主汽溫度控制方法，采用串級控制方式構(gòu)成串級汽溫調(diào)解控制系統(tǒng)，內(nèi)環(huán)采用PID調(diào)節(jié)，消除導(dǎo)前汽溫的偏差，對過熱汽溫起到粗調(diào)作用；外環(huán)采用簡化的二階自抗擾控制器，控制過熱器出口溫度，充分克服惰性區(qū)溫度對象的大慣性、大延遲特點，并利用簡化的二階自抗擾控制的擾動補(bǔ)償作用，克服負(fù)荷、煙氣等因素擾動，保證主汽溫度的穩(wěn)定。本發(fā)明算法簡單、參數(shù)易于調(diào)節(jié)，不依賴于電廠主汽溫度精確的數(shù)學(xué)模型就能夠很好地獲得較快的響應(yīng)速度、較高的穩(wěn)態(tài)精度、較強(qiáng)的抗干擾能力以及較好的魯棒性。
文檔編號G05B11/42GK102360176SQ201110204928
公開日2012年2月22日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者丁超, 孫永福, 孫艷萍, 張立華, 杜燕, 王琳, 紀(jì)恩慶 申請人:山東省電力學(xué)校