基于廣義預(yù)測(cè)控制的鍋爐測(cè)控系統(tǒng)研究.pdf

1、燃煤鍋爐是重要的動(dòng)力設(shè)備，在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地位。近年來(lái)，隨著人們能源與環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，鍋爐生產(chǎn)過(guò)程的在線監(jiān)測(cè)與優(yōu)化控制，已成為能源、環(huán)保和控制領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)方向之一。本文分析了鍋爐換能過(guò)程的多輸入、多輸出、大時(shí)滯、緊耦合、非線性等特點(diǎn)，在充分研究廣義預(yù)測(cè)控制的基本原理基礎(chǔ)上，提出了一類新型廣義預(yù)測(cè)控制算法，開(kāi)發(fā)了基于新算法的鍋爐測(cè)控系統(tǒng)。 分析了鍋爐燃燒過(guò)程參數(shù)的多樣性和控制的復(fù)雜性，研究了廣義預(yù)測(cè)機(jī)理在復(fù)雜工業(yè)過(guò)程

2、控制中的優(yōu)勢(shì)，針對(duì)廣義預(yù)測(cè)控制傳統(tǒng)算法由于存在反復(fù)求取逆陣而導(dǎo)致計(jì)算過(guò)程相對(duì)緩慢的問(wèn)題，借鑒預(yù)測(cè)控制直接算法的諸多研究成果，提出了以矩陣迭代法求取最優(yōu)解的一類新算法。對(duì)于一個(gè)M階系統(tǒng)，新算法只需M次迭代即可求得最優(yōu)解，減少了多步預(yù)測(cè)計(jì)算量，解決了預(yù)測(cè)控制傳統(tǒng)算法和直接算法由于存在求取逆陣或部分求取逆陣所帶來(lái)數(shù)據(jù)處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、占用內(nèi)存過(guò)大的瓶頸問(wèn)題，提高了算法的快速性和系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。 研究了燃燒過(guò)程的時(shí)滯特性和關(guān)鍵參數(shù)的測(cè)量方法，

3、建立了基于廣義預(yù)測(cè)算法的軟測(cè)量預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)了燃燒過(guò)程關(guān)鍵參量的實(shí)時(shí)在線測(cè)量，解決了鍋爐控制中測(cè)量與控制的時(shí)域適配問(wèn)題。 針對(duì)鍋爐換能過(guò)程的模型參數(shù)與噪聲耦合、系統(tǒng)時(shí)滯時(shí)變、設(shè)備性能時(shí)變等問(wèn)題，在傳統(tǒng)廣義預(yù)測(cè)控制自校正方法基礎(chǔ)上，給出了一種改進(jìn)的時(shí)變遺忘因子參數(shù)估計(jì)的廣義預(yù)測(cè)自校正方法。該方法可以依據(jù)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的變化自動(dòng)調(diào)整遺忘因子，可及時(shí)修正模型誤差、提高預(yù)測(cè)精度和保證控制效果。解決了復(fù)雜工況下參數(shù)估計(jì)變慢的問(wèn)題。

4、研究了鍋爐燃燒換熱過(guò)程的非線性和輸入輸出及過(guò)程參數(shù)(如爐膛溫度)的約束條件問(wèn)題，創(chuàng)建了一種帶約束條件的廣義預(yù)測(cè)控制快速收斂的遞推新算法。遞推算法避開(kāi)了傳統(tǒng)算法的逐點(diǎn)優(yōu)化、優(yōu)化時(shí)間長(zhǎng)、難以充分利用有效信息和控制效果過(guò)多依賴簡(jiǎn)化的線性模型使精度降低等缺陷，拓寬了控制時(shí)域的選擇范圍，解決了廣義預(yù)測(cè)控制由于線性規(guī)劃不當(dāng)容易引起控制品質(zhì)過(guò)差，甚至難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制的問(wèn)題，這一新算法適于任意函數(shù)約束條件的復(fù)雜控制問(wèn)題。 深入論述了新算法的機(jī)理