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自抗扰技术在火电厂主汽温度控制系统的应用研究

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摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 自抗扰控制的发展及研究现状

1.3 课题主要研究内容

第2章 自抗扰控制原理及优化算法分析

2.1 自抗扰控制

2.1.1 经典自抗扰控制

2.1.2 线性自抗扰控制

2.1.3 线性自抗扰控制器的参数整定

2.2 智能优化算法分析

2.2.1 人群搜索算法

2.2.2 适应度函数的选择

2.2.3 算法性能测试

2.3 本章小结

第3章 主蒸汽温度系统建模

3.1 过热器系统特性分析

3.1.2 过热汽温的静态特性

3.1.3 过热汽温的动态特性

3.2 过热汽温系统辨识

3.2.1 系统辨识的原理

3.2.2 系统辨识的步骤

3.2.3 数据预处理

3.2.4主汽温系统辨识

3.3 本章小结

第4章 基于SOA的自抗扰优化控制

4.1 过热器的作用和运行特点

4.2 过热器喷水减温控制系统

4.2.1传统PID-PID串级汽温控制系统

4.2.2 ADRC-PID串级汽温控制系统

4.3 基于SOA的自抗扰控制器参数优化

4.3.1 SOA-ADRC算法流程

4.3.2 控制系统优化设计

4.4 过热汽温串级系统仿真实验

4.4.1 定值阶跃响应仿真

4.4.2 扰动仿真实验

4.4.3 鲁棒性实验

4.5 主汽温系统自抗扰控制器软件实现

4.6 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

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摘要

随着我国现代工业的飞速发展,环境保护越来越受到广大民众的重视,国家对能源环保问题又提出了新的要求,电力行业的发展也趋于向大容量、高参数的火电机组方向变化,导致电厂的自动化程度及控制品质的要求越来越高。相比于300MW、600MW机组,1000MW火电机组的容量增加,使得控制参数也相应地增加,过热器管道变长,蒸汽流经过热器受热面的时间增大,使主汽温系统的迟延、惯性进一步变大,从而加剧了主汽温度控制的难度。主汽温度又直接关乎电厂的安全生产和经济效益,是电厂生产运行中所有参数中最重要的一员,因此对其高品质的控制变得尤为重要。 为了达到主汽温的高品质控制要求,本文首先对主汽温系统被控对象进行模型辨识,建立起导前区和广义被控对象精准的数学模型,再引入中科院系统所韩京清研究员提出的自抗扰控制器去改善控制策略,鉴于自抗扰控制器具有参数众多的特点,参数整定比较困难,故本文采用经验公式法与人群搜索算法相结合的办法去实现对自抗扰控制器的参数整定,这样就将自抗扰控制器的参数整定问题,转化为参数优化的问题,大大降低了自抗扰控制器参数求取的难度。 为了更好的彰显自抗扰控制器对主汽温控制系统控制性能提升的影响,本文将采用自抗扰控制器的主汽温控制系统与采用 PID 控制器的主汽温控制系统进行多方面性能对比,并通过 Matlab 仿真分析可以看出,采用自抗扰控制器的主汽温控制系统,具有更好的控制效果,尤其是对设定值的跟踪能力,还有对扰动源的抗干扰能力,但是就控制器的输出来看,对控制器的调节范围变大,对执行机构要求更为严格,就整体性能来说,自抗扰控制器具有很好的鲁棒性,抗干扰能力明显增强,快速性好,具有很强的工程应用价值。

著录项

  • 作者

    张德龙;

  • 作者单位

    华北电力大学;

    华北电力大学(保定);

  • 授予单位 华北电力大学;华北电力大学(保定);
  • 学科 控制科学与工程
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 李长青;
  • 年度 2018
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 基本电子电路;
  • 关键词

    抗扰技术; 火电厂; 温度控制系统;

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