【正文】 33。未來的路還很長，而我們在一起的日子卻有限了，在這即將離別日子里，提前祝愿你們在今后的人生里一帆風順，事業(yè)有成。正是有了平玉環(huán)老師及時而有效的幫助，才使我的論文能夠順利完成。衷心感謝我的導師平玉環(huán)老師對我的幫助和支持。文獻資料[1]李建強，牛成林，劉吉臻數(shù)據(jù)挖掘技術在火電廠優(yōu)化運行中的應用[J].動力工程，2006，(6)．[2] XiangJie L，JiZhen L．Neum—Fuzzy Generalized Predictive ControlOf Boiler Steam Temperature[A]．The Sixth World Congress[C]．2006653l~ 6535．[3] 劉長良，劉吉臻，牛玉廣，等．一種模糊控制算法在主汽溫控制系統(tǒng)中的應用[J].上海大學學報(自然科學版)，2001，7(5)：388～391．[4]楊蘋，許禮尉．聚焦式模糊變結構控制及其在主汽溫控制中的應用[J].控制理論與應用，2007，24(1)：l37～142.[5] 馮曉露．智能控制在電廠主蒸汽溫度控制系統(tǒng)中的應用研究[D]．浙江大學，2006.[6] 王東風，韓璞．基于免疫遺傳算法優(yōu)化的汽溫系統(tǒng)變參數(shù)PID控制[J]．中國電機工程學報，2003，23(9)：212～217．[7]周強泰.《鍋爐原理》.中國電力出版社，2009.[8]夏澤中，施三寶．主蒸汽溫度預測PID串級控制應用研究[C].[9]金以慧 ． 《過程控制》.北京：清華大學出版社，1993(2007．5重印).[10]付新河．火電廠鍋爐蒸汽溫度控制方案的探討[J].廣東電力，2007,20(5).[11] [J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2007,17（8）.[12] 張泉靈，王樹清，控制理論及應用，（4）.[13]夏蕾，[J].,38(5).[14]于開江，呂劍虹．鍋爐主汽溫和一級汽溫的優(yōu)化控制[J]．動力工程，2004，24(2)：212—214． 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先整定副環(huán)。主回路的特性對副回路的影響可以這么來考慮，即主控制器的輸出本身就是副回路的設定值，當然對副回路的響應有影響。由副回路框圖可得副回路閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：可得副調節(jié)器控制規(guī)律：一般選擇 式中n為有理多項式分母最高次冪。副回路是串級系統(tǒng)設計的關健。這時，應根據(jù)副回路選擇采樣周期，因為副回路的受控對象的響應速度較快。這是因為一般串級控制系統(tǒng)中主控對象的響應速度慢、副控對象的響應速度快的緣故。主調節(jié)器的輸出控制量u1作為副回路的給定量R2(s).【19】33串級控制系統(tǒng)圖串級控制系統(tǒng)的計算機順序是先主回路(PID1),后副回路(PID2)。圖32串級PID控制圖串級計算機控制系統(tǒng)的典型結構如下圖33所示，系統(tǒng)中有兩個PID控制器，Gc2(s)稱為副調節(jié)器傳遞函數(shù)，包圍Gc2(s)的內環(huán)稱為副回路。一般在主蒸汽溫度調節(jié)系統(tǒng)中，副調節(jié)回路的動態(tài)特性的遲延和慣性比較小，在這種情況下，副回路的調節(jié)過程快得多，當副回路消除噴水擾動時，主蒸汽溫度基本上不受影響。 所示主蒸汽溫調節(jié)原理圖轉化為方框圖，圖31主蒸汽溫串級調節(jié)系統(tǒng)原理圖即為圖32所示，由圖32 所示可以看出，此串級控制回路是用兩個串聯(lián)的PID控制器和一個執(zhí)行器來控制主汽溫度的。由于被控對象（過熱器通道）具有較大的延遲和慣性以及運行中要求有較小的溫度控制偏差，所以采用單回路調節(jié)系統(tǒng)往往不能獲得較好的調節(jié)品質。如蒸汽流量、火焰中心位置、燃燒工況、煙汽溫度和流速、爐膛受熱面結焦和過熱器積灰的變化等等，都會使主蒸汽溫度發(fā)生變化。圖31所示為主汽溫串級調節(jié)系統(tǒng)原理圖。在系統(tǒng)特性上，串級控制系統(tǒng)由于副回路的存在，改善了對象特性，使調節(jié)過程加快，具有超前控制作用，從而有效地克服滯后，提高控制質量。在串級控制系統(tǒng)中，副變量的引入往往是為了提高主變量的控制質量，它是基于主、副變量之間具有一定的內在關系而工作的?？刂葡到y(tǒng)設置的目的就在于穩(wěn)定這一變量，使它等于工藝規(guī)定值。所以在串級控制系統(tǒng)中，主回路是個定值控制系統(tǒng)，而副回路是個隨動控制系統(tǒng)。[18]在系統(tǒng)的結構上，串級控制系統(tǒng)有兩個閉合回路。5℃范圍內。鍋爐主蒸汽溫度調節(jié)的任務有兩項：第一，維護過熱器出口的汽溫在允許范圍內，使過熱器管壁溫度不超過允許的工作溫度，汽溫過高，將引起過熱器、蒸汽管道以及汽輪機汽缸轉子部分金屬的強度降低，導致設備的損壞；汽溫過低，則影響熱力循環(huán)的效率，并使汽輪機末級蒸汽濕度過大，嚴重時還有可能產(chǎn)生水沖擊，以致造成汽輪機葉片斷裂損壞事故。鍋爐主蒸汽溫度是影響機組生產(chǎn)過程安全性和經(jīng)濟性的重要參數(shù)。所以，將大部分仍處于實驗室仿真階段的研究成果，推廣到實際應用是今后的努力方向。圖217人工神經(jīng)網(wǎng)絡—PID控制回路框圖總結了一些主汽溫度的控制方法，可見，雖然常規(guī)PID控制的控制品質并不是十分的理想，但它還是主汽溫度控制的根本方法，后來發(fā)展起來的改進控制方法很多都是基于其上的進行取長補短的結合。具體改造只將常規(guī)的汽溫串級控制系統(tǒng)中的主回路采用PID控制器改為單神經(jīng)元PID控制器，如圖217所示的控制系統(tǒng)。為提高PID控制器的自適應性，有研究者提出了人工神經(jīng)網(wǎng)絡與PID結合的控制方法【17】。人工神經(jīng)網(wǎng)絡:神經(jīng)網(wǎng)絡具有強魯棒性、容錯性、并行處理、自學習、逼近非線性關系等特點，在解決非線性和不確定系統(tǒng)控制方法有很大潛力。應用于主汽溫度控制是一種將專家控制和PID控制相結合的方法，它利用專家經(jīng)驗來設計PID參數(shù)。它應用人工智能技術，根據(jù)一個或多個人類專家提供的特殊領域知識和經(jīng)驗進行推理和判斷，模擬人類專家做決策來解決那些需要專家決定的復雜問題。對于主汽溫度控制來說，有應用人工智能、開發(fā)專家控制系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)和模型控制系統(tǒng)等計算機科學的最新技術。為導前區(qū)的溫度，d為擾動。過熱汽溫MFAC—PID串級控制系統(tǒng)，就是把2種方法結合起來，使系統(tǒng)在各種擾動作用下，能實現(xiàn)快速調節(jié)，保證其有較好的動靜態(tài)品質和強魯棒性。圖215 Smith預測控制回路框圖無模型自適應控制[16](MFAC)有良好的參數(shù)適應性，它對非線性、大遲滯對象有很好的控制，因此主回路采用MFAC控制器，以克服對象的大遲延、大慣性和模型的不確定性。在閉環(huán)控制回路之外，不影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。經(jīng)補償后的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：。預先估計出過程在基本擾動下的動態(tài)特性，然后由預估器進行補償，能提前r時間感知被控量的變化，并將其反饋到控制器的輸入端，使調節(jié)器提前動作，從而明顯地減小超調量和加速調節(jié)過程。后來有人提出在Smith補償回路中增加一個反饋環(huán)節(jié)，則系統(tǒng)可以到達抗干擾的目的。缺點：由于Smith是建立在精確的數(shù)學模型上的，當實際工況發(fā)生改變時，控制系統(tǒng)由于魯棒性差而會引起振蕩。其采用的開環(huán)控制是針對工業(yè)模型的大遲延專門設計的控制方案。圖214DMC—PID串級控制回路框圖3．Smith預估控制Smith預測控制是由O．J．M．Smith于1957年提出來的一種有效克服系統(tǒng)大滯后、大慣性的控制方法?？紤]到PID控制主要是用于及時克服內部擾動，減少擾動對于主汽溫T 的影響，一般采用純比例調節(jié)器。實行閉環(huán)PID 控制。所以揚長避短，有學者將DMC控制和PID控制有機結合起來，構成DMC—PID串級控制，充分發(fā)揮DMC算法的超前預測性和強魯棒性以及串級控制的抗干擾能力，力求在所有工況實現(xiàn)主汽溫的良好控制。但是，DMC預測控制也存在某些不足：其抗干擾性不如傳統(tǒng)的PID控制。該算法對模型沒有先驗知識的要求，具有預測模型、滾動優(yōu)化以及反饋校正三大特性，能實現(xiàn)對系統(tǒng)的優(yōu)化控制，它能直接處理帶有純滯后的對象，對大慣性有較強的適應能力，從而有良好的跟蹤性能和較強的魯棒性。過熱汽溫的時變特性限制其控制質量。因為沿過熱器分布的狀態(tài)變量有其特定的物理意義，它代表了過熱器各中間點的溫度，對這些溫度加以控制，比單獨的輸出反饋控制大大提高了控制質量，并有可能實現(xiàn)最優(yōu)控制。但是，在高溫過熱器上加裝溫度測點是不現(xiàn)實的，這就自然想到了用過熱器的動態(tài)數(shù)學模型來估計這些溫度值(即稱狀態(tài)變量)，然后根據(jù)這些估計出來的溫度值來進行調節(jié)，這就構成了狀態(tài)變量控制系統(tǒng)，其控制思想?yún)⒁妶D213。當鍋爐負荷發(fā)生變化時，在過熱器中蒸汽流程上的各點溫度總是先于主汽溫的變化，如果控制系統(tǒng)根據(jù)這些流程上的各點溫度進行調節(jié)，一旦這些溫度發(fā)生變化，控制系統(tǒng)馬上動作、及時調節(jié)，就能取得好的控制效果。狀態(tài)變量控制采用的是狀態(tài)空間法來分析系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的動態(tài)特性是用狀態(tài)變量構成的一階(或二階)微分方程組來描述?，F(xiàn)代控制理論從理論上解決了系統(tǒng)的可控性、可觀測性、穩(wěn)定性及許多復雜系統(tǒng)的控制問題，它們在控制品質上可以達到較為理想的效果，然而在工程實現(xiàn)方面卻都而臨這樣或那樣的問題，目前工程應用仍然不是很多。但是，由于定值分段汽溫調節(jié)系統(tǒng)各子系統(tǒng)分別維持各段汽溫于相應的設定值，因此，當各段汽溫的調節(jié)對象特性不同時，這種調節(jié)系統(tǒng)將不適應鍋爐工藝過程的要求。圖212相位補償控制回路框圖分段控制:目前大機組的過熱汽溫一般采用分段控制，I級噴水減溫器通常布置在屏式過熱器之前，Ⅱ級噴水減溫器通常布置在末級過熱器之前，主汽溫的控制通過I級噴水和Ⅱ級噴水來實現(xiàn)，這樣便可以提高汽溫調節(jié)對象的動態(tài)特性。這種控制方法的主要思想，是用一個超前動態(tài)補償網(wǎng)絡，通