復雜熱力系統(tǒng)的模糊預測控制研究.pdf

1、本文工作主要包括:受限預測控制、基于模糊決策的預測控制、模糊增益調度預測控制、基于模糊聚類的非線性預測控制,它們從各個角度上解決了①-⑤所示復雜控制問題.本論文在第二部分詳細分析了實際控制系統(tǒng)的幅值、速率受限問題,列舉了目前常用的各種受限預測控制策略及其優(yōu)化算法,對各方法的優(yōu)缺點做了對比分析,并提出了一種基于粒群優(yōu)化算法(PSO,Particle Swarm Optimization)的新型受限預測控制方法.它突破了傳統(tǒng)二次型指標的約束

2、,能對任何性能指標函數(shù)進行受限優(yōu)化;同時本文利用預測控制滾動優(yōu)化的特點改進了PSO的隨機初始化方法,加快了新型受限預測控制的尋優(yōu)過程,使計算復雜性大為降低.將上述各種受限預測控制算法應用于雙積分系統(tǒng)和吳涇第二電廠再熱汽溫系統(tǒng),通過大量仿真試驗表明:本部分的受限預測控制具備很好的受限優(yōu)化能力,能很好的處理熱力系統(tǒng)的受限優(yōu)化控制問題.本論文在第三部分提出了一種基于模糊決策的新型預測控制策略,它能有效處理熱力系統(tǒng)的不確定性優(yōu)化問題.與傳統(tǒng)受限

3、預測控制相比,這種新型的模糊決策預測控制方法采用了性能全面、確切的模糊指標函數(shù),將控制系統(tǒng)中的多種輸入輸出約束自然融合到統(tǒng)一的模糊指標函數(shù)中,有效地簡化了受限預測控制的整個優(yōu)化過程;并基于模糊集合理論推導證明了以下結論:無論在單變量還是在多變量系統(tǒng)中,傳統(tǒng)預測控制都是新型模糊決策預測控制的一個特例,新方法是傳統(tǒng)受限預測控制理論的有效推廣.將這種新型模糊決策預測控制算法應用于單變量的汽水熱交換過程(強非線性過程)和南京熱電廠鍋爐再熱汽溫系

4、統(tǒng)(大慣性過程),仿真試驗表明這種新型策略比傳統(tǒng)預測控制方法及PID控制方法具有更好的控制品質;同時也將上述方法推廣至南京華能電廠300MW直流爐機組對象,大范圍的變工況試驗證實:這種新型控制系統(tǒng)在具備快速負荷跟蹤能力的同時還能保證主汽壓力的品質,提高了控制系統(tǒng)的安全性能.為了有效克服傳統(tǒng)協(xié)調控制策略的缺點,本文的第四部分以非線性機爐系統(tǒng)為基礎,研究并建立了非線性機爐協(xié)調系統(tǒng)的離散全局模糊模型,并提出了一種新型模糊增益調度預測控制策略.