[发明专利]一种层燃锅炉的多变量控制与实时优化的方法

权利要求书

1.一种层燃锅炉的多变量控制与实时优化的方法，其特征在于包括如下步骤：

1)将层燃锅炉的控制转化为3变量输入和4变量输出的多变量控制问题；所述3变量输入包括引风转速u₁、鼓风转速u₂、炉排速度u₃；所述4变量输出包括炉膛温度y₁、炉膛负压y₂、含氧量y₃、火焰熄灭位置y₄；

2)将所述多变量控制问题拆分为两个带前馈反馈功能的多变量控制器相互耦合的控制问题；其中，第一控制器的反馈控制变量在第二控制器中以前馈预测变量的形式出现；第二控制器的反馈控制变量在第一控制器中以前馈预测变量的形式出现；对所述两个带前反馈功能的多变量控制问题分别进行状态空间升阶转换，将当前时刻输入信号的增量作为新的输入信号进行控制；

3)对经过状态空间转换后的两个带前馈反馈功能的多变量控制问题基于当前时刻拆分成过去和将来作用两部分，并转化为求带有约束条件的二次规划最优解问题；

4)通过锅炉排速度区间，划分不同的层燃锅炉模型组，通过模型组自动切换解决层燃锅炉的强非线性问题。

2.根据权利要求1所述的一种层燃锅炉的多变量控制与实时优化的方法，其特征在于：所述3变量输入和4变量输出的多变量控制问题具体表达为：

$\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\\ y_3\\ y_4\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{g}_{11}& g_{12}& g_{13}\\ g_{21}& g_{22}& g_{23}\\ g_{31}& g_{32}& g_{33}\\ g_{41}& g_{42}& g_{43}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{u}_1\\ u_2\\ u_3\end{array}\right]---\left(1\right)$

g_ij表示第j个操控变量与第i个被控变量间的传递函数模型；由于炉排速度u3对炉膛负压y2、含氧量y3的影响小，因此g₂₃、g₃₃这里取值为0，即：

$\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\\ y_3\\ y_4\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{g}_{11}& g_{12}& g_{13}\\ g_{21}& g_{22}& 0\\ g_{31}& g_{32}& 0\\ g_{41}& g_{42}& g_{43}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{u}_1\\ u_2\\ u_3\end{array}\right]---\left(2\right).$