[发明专利]火电厂双入双出系统的增益自调度PID控制器

说明书

技术领域

本发明涉及流程生产过程的多变量控制技术领域，尤其涉及一种火电厂双入双出系统的增益自调度PID控制器。

背景技术

在火力发电厂是一个多变量的复杂生产过程，各变量之间存在很强的相关性，对此需采用了广义的双入双出控制策略，而机组的运行工况及燃料供应等的变化，如负荷变化，煤质变化，就会造成生产控制对象的动态特性较大幅度的变化，使得这类控制对象显现出强耦合性、时变性、非线性。而现代多变量控制方法要求有完整的过程模型，在很多情况下这种模型无法精确地取得，使得很多多变量控制方法难以在发电厂应用。现代发电厂大都采用的分散控制系统(DCS)进行全厂控制，DCS中主要采用常规的PID(比例-积分-微分)控制器进行闭环控制，并辅以各种前馈控制器进行解耦控制，这大都建立在控制对象动态特性不变或近似不变的基础上。实际上发电厂生产过程具有时变性、非线性，当负荷、煤质等变化时，对象特性会发生严重，如不改变控制器参数，控制品质是无法保证的。过去各PID控制器的参数整定是由经验取值预设，再依据运行的响应波形做手动调整，这种做法往往经验多于科学，既费时，又难以达到最佳的整定值，由于控制器微分作用不好调整往往把微分环节去掉，达不到微分预测控制的作用。而双入双出系统的PID控制参数整定更是一件耗时、费力的工作。

人们提出了干差万别的PID控制器整定方法。虽然具有PID自整定功能的回路控制器已有商业化产品，但是如何在DCS中实现多变量控制回路PID参数的整定还是本领域中普遍面对的一个技术难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种能够对火电厂双入双出系统的快、慢回路的P、I、D参数进行自动实时整定的火电厂双入双出系统的增益自调度PID控制器。

一种火电厂双入双出系统的增益自调度PID控制器，包括：快控制回路、快回路检测整定器、快回路前馈控制器、快回路前馈反馈综合运算器、慢控制回路、慢回路检测整定器、慢回路前馈控制器、慢回路前馈反馈综合运算器、第一执行器和第二执行器；

所述快控制回路包括快回路PID增益自调度控制器和快回路控制模式切换开关，所述快回路控制模式切换开关的PID输入端连接所述快回路PID增益自调度控制器的输出端，其ON-OFF输入端连接所述快回路检测整定器的输出端，其输出端连接所述快回路前馈反馈综合运算器的第一输入端；

所述快回路检测整定器接收快回路的综合测量信号，并将所述快回路的综合测量信号与快回路的设定信号比较，根据比较结果运算输出第一模式切换开关的两位控制信号至所述快回路控制模式切换开关；

所述快回路前馈控制器接收快回路前馈信号，其输出端连接至所述快回路前馈反馈综合运算器的第二输入端；

所述快回路前馈反馈综合运算器的输出端连接至所述第一执行器；

所述慢控制回路包括慢回路PID增益自调度控制器和慢回路控制模式切换开关，所述慢回路控制模式切换开关的PID输入端连接所述慢回路PID增益自调度控制器的输出端，其ON-OFF输入端连接所述慢回路检测整定器的输出端，其输出端连接所述慢回路前馈反馈综合运算器的第一输入端；

所述慢回路检测整定器接收慢回路的综合测量信号，并将所述慢回路的综合测量信号与慢回路的设定信号比较，根据比较结果运算输出第二模式切换开关的两位控制信号至所述慢回路控制模式切换开关；

所述慢回路前馈控制器接收慢回路前馈信号，其输出端连接至所述慢回路前馈反馈综合运算器的第二输入端；

所述慢回路前馈反馈综合运算器的输出端连接至所述第二执行器；

所述快控制回路还包括：快回路比例参数增益自调度计算模块、快回路积分参数增益自调度计算模块和快回路微分参数增益自调度计算模块；

所述快回路PID增益自调度控制器的外置比例参数输入端连接所述快回路比例参数增益自调度计算模块；其外置积分参数输入端连接所述快回路积分参数增益自调度计算模块；其外置微分参数输入端连接所述快回路微分参数增益自调度计算模块。