非线性预测控制在电厂热工过程中的应用研究

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1、第22卷第1期广东电力VO1．22N0．12f)IJ9年1月GUANGDoNGELECTRICP0WERJan．2009文章编号：1()(】7—290X(2009)O1一(】001—07非线性预测控制在电厂热工过程中的应用研究赵丹丹，梁平(华南理工大学电力学院，广州51O64O)摘要：非线性预测控制(NMPc)研究在电厂热工过程控制中有很大的应用潜力。目前NMPc算法的研究主要集中在线性化控制方法、基于特殊模型的NMPC方法、先进控制策略与预测控制相结合的控制方法。分析了NMPc方法在电厂各热工过程控制系统中的应用研究现状，并对其前景进行了展望。分析表明，系统

2、辩识与模型预测控制(MPc)的协同作用、约束NMPc算法、非线性系统的建模与参数估计、多变量有约束系统的稳定性与鲁棒性定量分析、预测控制的智能化将是电厂热工过程预测控制问题未来的研究方向。关键词：预测控制；智能控制；非线性系统；电厂；热工过程中图分类号：TM621_6；TP273文献标志码：AApplicati0nResearchAnaIysis0nN0nlinearPredictiveC0ntr0linP0werPlantThermalPr0cesszHAoDan-dan，LlANGPin(E1ectricPowerCo1．，southChinaUniV．o

3、fTechno1ogy，Guangzhou510640，China)Abstract：Nonlinearmodelpredictivecontrol(NMPC)hasgreatapp1icationpotentia1inthermalengineeringcDntrolsysteminpowerp1ant．ThispaperstatesthemainNMPCa1gOrithmsatpresent，includinglinearcontrOlmethOd，specia1mOdelbasedmethod，andtheonecOmbiningadVancedcont

4、rOlstrategyandpredictivecontrO1．TheapplicationOfNMPCinthermalprocesscontr0lsystemOfpowerp1antisanalyzedwithitsprospectsforecasted．Thesynergyofsystemidentificati0nandmode1predictivecontrol(MPC)，constrainedNMPCa1gorithm，themodelingandparameterestimationofnon1inearsystem，thequantitatiV

5、eanalysisonstabilityandrobustnessofmultivariateconstrainedsystem，inteUigentpredictivecontro1wi1lbetheresearchdirectioninpowerplant．K

6、eyw0rds：predictivecontro1；intelligentcontrol；nOn1inearsystem；powerplant；thermalprocess电厂热工过程通常表现出非线性、慢时变、大设计中考虑各种软、硬约束的可能性使得这类控制迟延、强耦合、不确定等特性，基于经典确定性理

7、方法在实际工程应用中取得了良好的效果。论的传统控制方法难以获得满意的控制效果。2O虽然线性模型预测控制算法已经相当成熟，并世纪70年代出现的模型预测控制(mode1得到了广泛的应用，然而，几乎所有的实际系统、predictivecontrol，MPC)算法是一种基于模型的工业控制过程都是有约束、非线性的，若对象只存先进控制技术，以各种不同的预测模型为基础，采在较弱的非线性，可视为一种模型失配，通过系统用多步预测、在线滚动优化指标和反馈校正策略，的鲁棒性设计或在线辨识模型参数来克服弱非线性力求有效地克服受控对象的不确定性、迟滞和时变造成的影响，但对于强非线性过程

8、或者具有多个工等因素的动态影响，从而达到预期的控制目标——作状态的一般非线性过程，基于线性对象模型的预参数轨迹输入，并使系统有良好的鲁棒性和稳定测控制就很难得到满意的效果，线性预测控制已经性。它对模型的宽容性、有限时域的有效性以及在不能满足技术上来越高的要求。近年来，针对预测控制的研究已经发展到有扰动、有摄动和有约束的收稿日期：2OO8-11-O6模型预测控制。这类预测控制主要有：自适应预测基金项目：广东省自然科学基金资助项目(050()6518)广东电力第22卷控制、约束预测控制、串级一串联预测控制、多目馈线性化可分为四种：基于一个平衡点的输入一输标优化预测

9、控制、智能预测控制、多周期预测控出(I