二次优化在过热汽温控制中应用

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1、第54卷第3期汽轮机技术Vo1．54No．32012年6月TURBINETECHNOLOGYJun．2012二次优化在过热汽温控制中的应用陈贤贤，王明春，闫哲(东南大学能源与环境学院，南京210096)摘要：热力系统过热汽温具有大延迟和大惯性的特点，常规串级PID控制只有两维三参数，无法实现最优控制。提出一种二次优化控制原理，针对过热汽温模型对象的时滞特征，将时滞因子导致的无穷维状态用有限维状态来逼近，确定控制器的基本结构和参数，再返回无穷维，得到无穷维的观察器和控制器。二次优化控制将Smith预估器和状态反馈相结合，既消除了时滞环节，同时提高了系统的响应速度和鲁棒性。关键词：二次优化

2、；纯延迟；过热气温．分类号：TK39文献标识码：A文章编号：1001．5884(2012l03-0226-03TheApplicationofTwiceOptimumControlinSuperheatedTemperatureCHENXian．xian，WANGMing．chun，YANZhe(SchoolofEnergyandEnvironment，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China)Abstract：Indynamicsystem，superheatedtemperaturecontrolisatimedelayedcontrolsys

3、tem．However，conventionalPIDcontrollerhastwodimensionandthreeparameters，itishardlytorealizethebestcontro1．Inthispaper，atwiceoptimumcontrolisdesigned．Accordingtothetimedelayedcharacteristicofsuperheatedtemperature，theoptimizationforthecontmlstructureandp~ametersbasedontherelevantfinite—dimensional

4、beingapproachedfromtheinfinite—dimensionalstates，andthenturnbacktotheinfinite—dimensionalstatesinordertodesignaninfinite—dimensionalstateestimatorandcontroller．TOChasbothadvantageforSmithcompensatingcontrolandstatefeedbackcontrol，ithasnotonlygoodperformance，butalsostrongrobustness．Keywords：TOC；p

5、uretilne-delays；superheatedtemperature(s)分别为导前区和惰性区的传递函数，(s)和(s)分0前言别为内环的副控制器和外环的主控制器，0，为主蒸汽温度的设定输入值，为减温器出13蒸汽温度，为过热器出口蒸在热力系统生产过程中，锅炉主蒸汽温度是电厂运行中汽温度，d(t)为不可测噪声信号，将串级控制中的内回路和重要的监控参数，而由于主蒸汽温度表现出大延迟和大惯性过热汽温系统的惰性区合并为广义受控对象。的特点，并因各种扰动呈现出大滞后时变参数的特点，需要无穷维的观测器和控制器才能实现主汽温的最优控制，而电厂常用的串级PID控制器只有两维三参数，无法实现最优

6、控制。史密斯预估补偿环节可以消除系统闭环特征方程的滞后项，但史密斯预估控制存在模型失配问题，抗干扰能力差。本文提出了一种纯时滞系统二次优化控制原理，把无限图1过热汽温串级控制系统原理图维状态用有限维状态来逼近，确定控制器的基本结构和参减温器和过热器的传递函数分别为：数，再返回无穷维，得到无穷维的观察器和控制器”J。为了提高系统的响应速度和鲁棒性，采用状态反馈来实现第一次优化。㈤=1过热汽温控制系统在工业过程控制中，副调节器常采用比例一积分控制器，针对该过热汽温串级控制系统，经优化得到PI控制器参采用多级喷水减温作为调节锅炉过热蒸汽温度的手段，数，比例带为0．0687，积分时间常数为6．

7、67，将广义受控对象将每级过热器分为喷水减温前的导前区和减温器之后的惰进行拟合得到：性区，针对某主蒸汽温度控制系统进行仿真研究，图1所示K．为火电厂广泛使用的PID串级控制系统，其中，。(s)和一s+l一——————————————收稿日期：201t-11-26作者简介：陈贤贤(1988一)女，硕士在读，研究方向：动力工程及工程热物理专、I热控方向。第3期陈贤贤等：二次优化在过热汽温控制中的应用227其中，=2．39，L=36．2，=29．6。