[发明专利]基于线性变参数模型的燃气轮机传感器容错控制方法

说明书

一种基于线性变参数模型的燃气轮机传感器容错控制方法，该方法包括建立燃气轮机的线性变参数模型，对燃气轮机运行状态进行实时仿真；根据测量值与线性变参数模型输出之间的偏差确定传感器的故障增益并判断传感器是否故障；对故障传感器进行隔离与重构。本发明当燃气轮机传感器出现故障或故障趋势时，通过线性变参数参考模型对故障传感器进行隔离与参数重构，保证燃机正常完成控制任务，不出现跳机等紧急处理措施而影响燃机正常运行和使用寿命，保证燃机控制系统的性能和可靠性，降低维修成本。

技术领域

本发明属于燃气轮机传感器控制领域，具体涉及一种基于线性变参数模型的燃气轮机传感器容错控制方法。

背景技术

传感器测量值作为燃气轮机控制系统输入参数，是控制系统做出加减燃料量、可调静子叶片动作、各类阀组动作的重要依据，是燃机控制系统实现控制功能必不可少的元件。当传感器发生故障时，燃机控制系统可能会根据故障的传感器指令做出错误的判断，很容易造成灾难性的后果，因此燃机上数量众多的传感器的状态判断和故障时信号重构技术显得尤为重要。燃气轮机传感器故障的实时诊断和隔离重构技术也是提高燃机的数字控制系统可靠性的关键。

燃气轮机传感器故障监测与隔离模块在保证控制系统的性能和可靠性，降低维修成本方面起到越来越重要的作用。为了解决传感器的故障问题，保证燃气轮机的正常运行，现有技术一般是采用硬件冗余的方法。硬件冗余是指利用多个传感器同时测量同一个物理量，当其中的一个传感器发生故障时，用剩余的传感器替换有故障的传感器。这种方法行之有效但会导致系统重量和成本增加，系统复杂性和维护工作量增加，有时由于结构限制也会导致硬件冗余无法实现。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提出一种基于线性变参数模型的燃气轮机传感器容错控制方法，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于线性变参数模型的燃气轮机传感器容错控制方法，包括：

建立燃气轮机的线性变参数模型，对燃气轮机运行状态进行实时仿真；

根据测量值与线性变参数模型输出之间的偏差确定传感器的故障增益并判断传感器是否故障；

对故障传感器进行隔离与重构。

基于上述技术方案可知，本发明的基于线性变参数模型的燃气轮机传感器容错控制方法相对于现有技术至少具有以下优势之一：

1、采用线性变参数模型作为参考模型并采用转子转速的欧式范数作为调度参数，简化了运算过程同时可获得理想的模型精度；

2、保证传感器良好时正常参与控制系统工作，当传感器出现故障趋势时，传感器测量值的权重逐渐降低直至传感器完全故障时故障传感器参数完全被参考模型相应参数取代；

3、通过故障增益对传感器故障状况进行隔离与重构，有别于现有的技术，可以保证传感器反馈值的准确性，避免控制系统的紧急命令对燃机运行及使用寿命的影响；

4、本发明当燃气轮机传感器出现故障或故障趋势时，通过线性变参数参考模型对故障传感器进行隔离与参数重构，保证燃机正常完成控制任务，不出现跳机等紧急处理措施而影响燃机正常运行和使用寿命，保证燃机控制系统的性能和可靠性，降低维修成本。

附图说明

图1为本发明实施例的基于线性变参数模型的燃气轮机传感器容错控制方法的流程图；

图2为本发明实施例中线性变参数模型与燃机非线性模型各参数相对误差随时间变化的对比图；

图3为本发明实施例中故障增益变化曲线图；

图4为本发明实施例中传感器故障判断与隔离重构变化曲线图。

具体实施方式