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文檔簡介
1、隨著市場競爭的加劇、能源的日益短缺以及對環(huán)境保護越來越嚴(yán)格的要求,迫切要求火電機組提高其過程控制水平,降低能耗及大氣污染排放,一種行之有效的辦法是采用先進(jìn)控制與工程優(yōu)化技術(shù)。模型預(yù)測控制等先進(jìn)控制算法和各種優(yōu)化算法在理論上日臻成熟,其中有些算法在國外已經(jīng)取得了廣泛的工業(yè)應(yīng)用。在我國,新型控制系統(tǒng)的引入已經(jīng)為這些先進(jìn)算法的應(yīng)用提供了硬件條件,因而出現(xiàn)了一些成功應(yīng)用的例子,然而,這些應(yīng)用距離算法的工程推廣還有相當(dāng)?shù)木嚯x,其原因是多方面的:首
2、先,許多算法理論過于復(fù)雜、參數(shù)調(diào)節(jié)不夠簡潔直觀,難以被一般的工程人員掌握;其次,缺乏自主開發(fā)的工程化軟件。 我們選擇階梯式廣義預(yù)測控制(SGPC)算法和一種基于過程動態(tài)模型的在線優(yōu)化算法,從先進(jìn)控制與優(yōu)化兩個方面,理論與實踐兩個層次探討這些算法與它們在火電機組中的實際應(yīng)用之間的銜接問題。 論文開始簡要回顧了先進(jìn)控制、預(yù)測控制及工程優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展,并對火電機組中先進(jìn)控制與優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了歸類綜述,指出這些算法在我國火電
3、機組中遠(yuǎn)沒有得到工程推廣,進(jìn)而引出本文的主要研究內(nèi)容。論文的主體部分包括算法的研究、工程軟件的開發(fā)及具體工業(yè)應(yīng)用,首先,針對上述兩方面的原因,對階梯式廣義預(yù)測控制算法和一種基于過程動態(tài)模型的優(yōu)化算法進(jìn)行改進(jìn),并開發(fā)一套工程化的軟件平臺,然后,在一臺具體的火電鍋爐上進(jìn)行先進(jìn)控制和優(yōu)化,實驗結(jié)果進(jìn)一步驗證了這些技術(shù)和思想的可行性。最后,總結(jié)了本文的工作并對將來的研究課題進(jìn)行了展望。 本文在研究內(nèi)容上的主要特色與創(chuàng)新點體現(xiàn)在以下幾個方
4、面:一.針對具體工業(yè)應(yīng)用中在參數(shù)調(diào)節(jié)方面碰到的問題,對階梯式廣義預(yù)測控制算法進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)后的算法在保持了原算法性能的基礎(chǔ)上,使其參數(shù)調(diào)節(jié)更直觀,從而更容易被一般工程人員掌握,這對于促進(jìn)該算法的工程推廣很有意義。 二.以一種基于過程動態(tài)模型的在線優(yōu)化算法為基礎(chǔ),通過對其中的優(yōu)化算法和在線模型辨識算法進(jìn)行改進(jìn),避免了矩陣求逆,增強了對于干擾的適應(yīng)能力,得到了一種性能良好、實現(xiàn)方便的算法。 三.采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法,在國內(nèi)
5、首次開發(fā)了一套針對火電鍋爐的先進(jìn)控制與優(yōu)化軟件平臺,該平臺通過模塊化設(shè)計、實現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)預(yù)處理以及靈活而嚴(yán)格的安全限制,容易應(yīng)用于實際的工業(yè)過程中。 四.針對山東省石橫發(fā)電廠2號鍋爐,通過燃燒調(diào)整試驗了解其特性,實現(xiàn)了氧量校正回路的預(yù)測控制,并在我國電站鍋爐中首次實現(xiàn)基于動態(tài)非線性模型的自適應(yīng)在線燃燒優(yōu)化,取得顯著的經(jīng)濟效益。國外推出的燃燒優(yōu)化軟件,都是基于靜態(tài)模型的算法,無法克服固有的數(shù)據(jù)預(yù)處理難的問題,在國內(nèi)應(yīng)用效果不佳。
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