[发明专利]一种锅炉烟气含氧量自动控制系统和方法

权利要求书

1.一种锅炉烟气含氧量自动控制系统，其特征在于，包括：

外环反馈控制器，布置于以锅炉排烟含氧量为被控对象的外环反馈控制系统中，所述外环反馈控制器用于响应锅炉的实际排烟含氧量与设定排烟含氧量的偏差，输出使所述锅炉的排烟含氧量维持在预设的烟气含氧量设定值附近的燃料量主控指令信号；

内环反馈控制器，布置于以锅炉燃气量调节装置为被控对象的内环反馈控制系统中，所述内环反馈控制器用于响应系统干扰，输出用于消除锅炉实际燃料量与所述燃料量主控指令信号期望的燃料量之间的偏差的第一燃气阀门开度信号；

内环前馈控制器，与所述内环反馈控制器并联，所述内环前馈控制器用于响应所述外环反馈控制器输出的燃料量主控指令信号的变化，输出调节锅炉实际燃料量的第二燃气阀门开度信号。

2.根据权利要求1所述的锅炉烟气含氧量自动控制系统，其特征在于，所述内环反馈控制系统为所述外环反馈控制系统的前向通路。

3.根据权利要求1所述的锅炉烟气含氧量自动控制系统，其特征在于，所述外环反馈控制器为比例-积分-微分控制器。

4.根据权利要求1所述的锅炉烟气含氧量自动控制系统，其特征在于，所述内环反馈控制器为比例-积分控制器。

5.根据权利要求1所述的锅炉烟气含氧量自动控制系统，其特征在于，所述内环前馈控制器为比例-微分控制器。

6.根据权利要求1-5任一项所述的锅炉烟气含氧量自动控制系统，其特征在于，所述外环反馈控制系统和所述内环反馈控制系统的被控对象的数学模型均为一阶加延迟模型。

7.根据权利要求6所述的锅炉烟气含氧量自动控制系统，其特征在于，所述外环反馈控制系统的被控对象的数学模型为：其中，K表示外环被控对象模型增益，τ表示外环被控对象模型时间常数，s表示拉普拉斯变换因子，θ表示外环被控对象模型延迟。

8.根据权利要求7所述的锅炉烟气含氧量自动控制系统，其特征在于，所述内环反馈控制系统的被控对象的数学模型为：其中，K₁表示内环被控对象模型增益，τ₁表示内环被控对象模型时间常数，θ₁表示内环被控对象模型延迟。

9.根据权利要求8所述的锅炉烟气含氧量自动控制系统，其特征在于，所述外环反馈控制器的算法模型为：

其中，K_c表示外环反馈控制器比例系数，T_i表示外环反馈控制器积分系数，T_d表示外环反馈控制器微分系数，T_f表示外环反馈控制器微分滤波系数；

所述内环反馈控制器的算法模型为：

其中，K_c1表示内环反馈控制器比例系数，T_i1表示内环反馈控制器积分系数；

所述内环前馈控制器的算法模型为：

其中，K_f1表示内环前馈控制器比例系数，T_d1表示内环前馈控制器微分系数，T_f1表示内环前馈控制器微分滤波系数，通常取值为T_d/10。

10.一种锅炉烟气含氧量自动控制方法，其特征在于，所述方法包括：

基于以锅炉排烟含氧量为被控对象的外环反馈控制系统中的外环反馈控制器，响应锅炉的实际排烟含氧量与设定排烟含氧量的偏差，输出使所述锅炉的排烟含氧量维持在预设的烟气含氧量设定值附近的燃料量主控指令信号；

基于以锅炉燃气量调节装置为被控对象的内环反馈控制系统中的内环反馈控制器，响应系统干扰，输出用于消除锅炉实际燃料量与所述燃料量主控指令信号期望的燃料量之间的偏差的第一燃气阀门开度信号；

基于与所述内环反馈控制器并联的内环前馈控制器，响应所述外环反馈控制器输出的燃料量主控指令信号的变化，输出调节锅炉实际燃料量的第二燃气阀门开度信号。