[发明专利]一种超临界火电机组协调控制系统及其非线性抗干扰控制方法

权利要求书

1.一种超临界火电机组协调控制系统的非线性抗干扰控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采集超临界火电机组现场运行数据，包括燃料量、给水流量、主汽阀门开度、主蒸汽压力、焓值和汽轮机发电功率数据；

(2)基于采集的超临界火电机组现场运行数据建立超临界火电机组全局模糊模型；

(3)基于建立的超临界火电机组全局模糊模型，利用输出估计器、模糊扩增状态观测器、干扰补偿器和模糊模型预测控制器，计算超临界火电机组操作量u_k；包括以下步骤：

(31)初始化模糊扩增状态观测器参数：k采样时刻超临界火电机组扩增状态的估计值为k采样时刻超临界火电机组操作量为u_k，其中和形式如下：

其中，是k采样时刻超临界火电机组扩增状态，是k采样时刻超临界火电机组扩增状态估计值，是x_k的估计值，是d_k的估计值，是△d_k的估计值，△d_k＝d_k-d_k-1，d_k-1是k-1采样时刻的干扰；

(32)通过输出估计器求解超临界火电机组输出量y_k的估计值

其中，是k采样时刻超临界火电机组输出量y_k的估计值，矩阵矩阵O是零矩阵，矩阵α_i(z)是隶属度函数，z是前提变量，C_i、D_i为超临界火电机组负荷点参数，F_k是干扰矩阵；

(33)通过模糊扩增状态观测器，计算和

其中是下一个采样时刻的超临界火电机组扩增状态估计值，矩阵矩阵L是模糊扩增状态观测器增益，A_i、B_i为超临界火电机组负荷点参数，E_k是干扰矩阵；

(34)通过干扰补偿器，计算模糊模型预测控制器目标操作量和输出量u_t和x_t，具体通过求解下面二次规划问题得到：

约束条件：

其中，u_r和y_r是超临界火电机组运行点的操作量和输出量，u_t和x_t是模糊模型预测控制器目标操作量和状态量，u_min和u_max是超临界火电机组操作量的最小值和最大值；

(35)通过模糊模型预测控制器，计算u_k：

其中，K_k为状态反馈增益矩阵，矩阵

(4)基于超临界火电机组操作量u_k调节煤粉量、给水流量和主汽阀门开度，对超临界火电机组主蒸汽压力、焓值和汽轮机发电功率进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种超临界火电机组协调控制系统的非线性抗干扰控制方法，其特征在于，所述步骤(2)包括以下步骤：

(21)基于采集的超临界火电机组现场运行数据建立超临界火电机组高负荷、中负荷和低负荷点的状态空间模型，其形式如下：

其中，x_k、u_k和y_k分别是k采样时刻超临界火电机组的状态量、操作量和输出量，x_k+1是k+1采样时刻的超临界火电机组状态量，A₁、B₁、C₁、D₁是超临界火电机组高负荷点参数，A₂、B₂、C₂、D₂是超临界火电机组中负荷点参数，A₃、B₃、C₃、D₃是超临界火电机组低负荷点参数；

(22)建立超临界火电机组的全局模糊模型，其形式如下：

其中α_i(z)是隶属度函数，z是前提变量，E_k和F_k是干扰矩阵，d_k是k采样时刻的干扰。