摘要：A model-assistant extended state observer(MESO)-based decoupling control strategy is proposed for boiler-turbine units in the presence of unknown external disturbance and model-plant mismatch. For ease of implementation, the decoupling compensator is reduced to the proportion integration(PI) decoupler with the frequency domain analysis, where the decoupling error in collusion of uncertainties and disturbances can be estimated by the proposed MESO and then compensated. To decrease the sensitivity of the dynamic error for the decoupling control and fulfill various requirements of constraints, such as safety operation, energy conservation, emission reduction, etc., the plant is transmitted through a scheduled steady state region which is achieved from the optimized reference governor in advance. Simulation results show that the proposed control strategy can well suppress various disturbances including a decoupling error, and multi-objective optimization can meet multiple requirements with the premise of safety production.

摘要：双母管式机组较为广泛地应用于热电联产机组中,但由于多炉多机和2根大容量母管互相影响,导致热电负荷跟踪不及时,母管压力控制自动化水平较低。为此,针对双母管系统的非线性、强耦合、大迟延特性,设计了基于广义扩张状态观测器的多模型预测控制(generalized extended state observer based muti-model predictive control,GESOMMPC)方法。首先,建立了基于间隙度量(gap-metric)的多模型控制对象用于逼近非线性系统;其次,设计了扩张状态观测器估计系统耦合的集总扰动,并作为前馈信号输入到预测控制器中;最后,设计基于扰动前馈的多模型预测控制器实现对双母管系统的控制。实验结果表明,相对于PID方法,所提方法在满足电热负荷的同时,可以在允许范围内保持母管压力稳定,且动态偏差更小,过渡过程时间更短。

摘要：In order to overcome the wide-range load tracking and unknown disturbance issues of an ultra-supercritical boiler- turbine unit, a fuzzy disturbance rejection predictive control approach is proposed using the techniques of fuzzy scheduling, model predictive control and extended state observer. Local state-space models are established on the basis of nonlinearity analysis and subspace identification. To eiJiance thedisturbance rejection capability of the controller, a extended state observer is employed to estimate unnown disturbances and model mismatches. The disturbance estimation ennaced local predictive controllers ae subsequently devised based on the local models, the performance of which is further strengthened by incorporating the fuzzy scheduling technique. The simulation results verify the merits of the proposed strategy in achieving satisfactory wide-range load tracking ad disturbance rejection performance.

摘要：对于复杂被控对象,通常采用间接方法设计控制系统.由于必须首先辨识对象模型,因此这类方法往往耗时较多.本文基于虚拟目标值反馈调整(VRFT)方法的思想,利用支持向量机(SVM),给出一种非线性控制器直接设计方法.论文首先分析了VRFT方法与内模控制的关系,接着给出了基于虚拟目标值(VR)和SVM的非线性控制器的结构和设计步骤.仿真结果表明,该方法具有良好的处理非线性和噪声的能力,并且能消除稳态误差.与经典基于神经网络(NN)的间接模型参考控制方法相比,计算量大大降低。

摘要：提出一种基于虚拟目标值(virtual reference,VR)和支持向量机(support vector machine,SVM)的非线性控制器设计直接方法。该方法的优点在于,能够在对象未知的情况下,利用采集到的对象输入输出数据直接设计非线性反馈控制器。文中分析了虚拟目标值反馈调整(virtual reference feedback tuning,VRFT)理想控制器,给出了基于VR和SVM的非线性控制器的结构和设计步骤。仿真结果表明,该方法具有良好的处理非线性和噪声的能力,并且能消除稳态误差。与经典基于神经网络(neural networks,NN)的间接模型参考控制方法相比,计算量大大降低。

摘要：针对机炉协调系统,提出一种基于子空间辨识和多模型策略结合的数据驱动建模方法.基于多模型建模的分解合成原理,原有非线性系统首先被划分为若干个工作区间,通过获取与各工作区间对应的输入输出数据,使用子空间辨识的方法以获得局部状态空间模型.随后,利用各局部模型在切换点上的连贯关系,将所有局部模型转化到一组共同的基下,从而获得整体多模型系统.由于其数据驱动特性,该建模方法可以在系统机理和结构未知的情况下,被广泛用于各种类型对象,同时由于所得模型具有状态空间形式,因此又适用于高级控制器的设计.基于辨识模型,将多模型预测控制器用于机炉协调系统的大范围变工况调节.仿真研究证明了该方法的有效性.

摘要：针对非线性锅炉-汽轮机系统在负荷点大范围变动情况下的协调控制,提出了一种新的免疫优化模糊增益调度H∞鲁棒控制方法。该方法首先利用H∞/混合灵敏度方法设计出多个H∞局部鲁棒控制器以覆盖机炉系统的负荷变化区间;然后采用模糊推理生成增益调度准则以实现各局部控制器间的软切换;最后利用免疫遗传算法对模糊增益调度准则的结构参数进行优化设计,从而保证闭环系统具有良好的全局控制性能。仿真研究表明:基于该方法设计出的协调控制系统在大工况范围内具有优良的调节品质。

摘要：借鉴生物免疫应答反馈机理模型,模拟抗原,T细胞及B细胞浓度关系,设计抑制T细胞与B细胞浓度之间的非线性函数关系,提出一类针对热工过程对象的免疫反馈控制器结构.利用Popov超稳定定理,分别针对两类热工对象免疫控制系统进行超稳定性分析;将Popov超稳定图像解推广至解析解,得到保证系统绝对稳定的控制器参数范围解析解.选取有自平衡能力的过热汽温对象以及无自平衡能力的汽包水位对象仿真验证.通过辨识并利用Popov超稳定定理分析系统,验证所得参数设计范围解析解的有效性.

摘要：为了克服电厂过热汽温对象大惯性、大滞后及参数随负荷显著变化对系统控制带来的困难,采用了一种基于多模型切换的自适应预测控制策略.采用多个固定模型和2个自适应模型并行辨识过热汽温对象的动态特性.在每个采样时刻基于切换性能指标选出最优的局部模型作为当前模型,并据此设计预测控制器,从而实现全工况运行的自适应控制.同时证明了所提出的多模型控制策略可以保证闭环系统输入输出有界稳定.仿真结果表明该控制策略在大工况范围具有良好的动态调节品质和鲁棒性能.

摘要：针对火力发电机组具有强非线性,现场运行中存在参数变动等特点,提出了一种基于机炉协调系统的T-S模糊模型进行鲁棒跟踪控制器设计的方法。首先针对一个锅炉—汽轮机模型中存在的非线性项,利用替换拆分方法,并考虑了参数变动因素,建立了系统的T-S模糊不确定参数模型。然后利用并行分配补偿方法设计模糊控制器,基于模糊Lyapunov函数进行控制系统的稳定性分析,借助线性矩阵不等式方法(linear matrix inequalities,LMI)将稳定性判据转换成凸优化问题,得到了宽松的系统保性能稳定跟踪控制率。最后将所设计的控制器用于机炉协调系统的跟踪控制,通过对比验证,证明了所提方法的有效性。