基于非线性内模控制的直流炉机组协调控制系统设计.pdf

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1、第41卷第5期华北电力大学学报Vo1．41．No．52014年9月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversitySep．，2014doi：10．3969／j．ISSN．1007—2691．2014．05．14基于非线性内模控制的直流炉机组协调控制系统设计项丹，刘吉臻，李露(华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室，北京102206)摘要：直流炉机组三输入三输出强耦合、非线性的对象结构使其协调系统的抗干扰性和负荷适应能力受到影响。为提出机组全工况优化运行的控制方案，首先通过合理的简化，建立

2、起具有一定精度且利于控制器设计的直流炉机组模型。应用状态反馈精确线性化求出其逆系统，通过反馈控制律的作用实现了系统模型的线性化与输入、输出的完全解耦。并结合对建模误差与外扰有较强鲁棒性的多变量内模控制结构，对反馈线性化后的伪线性系统进行控制设计。最后在不同的稳态工作点下进行状态扰动与设定值扰动的仿真试验。结果表明应用非线性内模控制方法设计的协调系统在较大的工况范围内具有较好的稳定性与动态性能。关键词：直流炉；简化非线性模型；反馈线性化；内模控制中图分类号：TP272；TK323文献标识码：A文章编号：1007—2691(20

3、14)05—0082—07Designoftheonce-·throughboiler--turbinecoordinatedcontrolsystembasedonnonlinearinternalmodelcontrolXIANGDan，LIUJi-zhen，LILu(StateKeyLaboratoryofAlternateElectricalPowerSystemwithRenewableEnergySources，NorthChinaElectricPowerUniversity，Beijing102206，Chi

4、na)Abstract：Thestructuralfeaturesoftheonce-throughboiler—turbineunitarenonlinear，strongcouplingandmuhivari-able，whichaffectthedisturbancerejectionpropertyandloadadaptabilityofitscoordinatedsystem．Inordertoproposethecontrolschemeofoptimaloperationoftheunitundertheco

5、nditionofvariableloadoperation，thispaperfirstlygivesasimplifiednon·-linearmodeloftheonce-throughboiler·turbineunitwhichhascertainaccuracyandisfitforthecon·-trollerdesignforcoordinatedcontrolsystem．ThenthemethodofexactlinearizationviastatefeedbackisappliedtOcal-cula

6、tetheinversesystemofthenon—linearmode1．Throughthefeedbackcontrollaw，thelinearizationoftheunitmodelandcompletedecouplingbetweentheinputandoutputarerealized．AndthemuhivariableIMCstructurewhichhasstrongrobustnessofmodelingerrorandexternaldisturbanceisintroducedtocontr

7、olthefeedbacklineafizedpseudo—·lin·earsystem．Finally，simulationtestsofthestate，setpointperturbationindifferentstaticoperatingconditionsarecar-tiedout．Simulationresultsshowthatgoodstabilityanddynamicperformanceisachievedandthestrategyiseffectiveinalargerangeofoperat

8、ingconditions．Keywords：once—throughboiler；reducednon-linearmodel；feedbacklinearization；IMC0引言收稿日期：2014—04一O1．随着电厂运行水平的提高，大容量、高参数的基金项目：国家重点基础研究发展计