[发明专利]基于导前扰动模型的亚临界机组协调预测函数控制算法

摘要

本发明公开了一种基于导前扰动模型的亚临界机组协调预测函数控制算法。常规PID控制系统很难兼顾到负荷的快速性和压力的稳定性，协调控制系统品质有待提高。本发明将预测函数控制应用于亚临界单元机组协调控制系统的压力闭环回路，形成预测函数控制系统，所述的压力闭环回路带有迟延惯性环节；亚临界单元机组协调控制系统的负荷闭环回路采用PID控制，负荷指令对煤量前馈系统采用基准线加微分的方式；将实际汽机调门指令作为扰动信号源，根据预测函数控制系统的预测模型获得最优控制律；在最优控制律的基础上进行简化，得到简化的最优控制律。本发明提高了亚临界机组协调系统的控制品质，兼顾了负荷的快速性和压力的稳定性。

主权项

1.基于导前扰动模型的亚临界机组协调预测函数控制算法，包括如下步骤：1)将预测函数控制应用于亚临界单元机组协调控制系统的压力闭环回路，形成预测函数控制系统，所述的压力闭环回路带有迟延惯性环节；亚临界单元机组协调控制系统的负荷闭环回路采用PID控制，负荷指令对煤量前馈系统采用基准线加微分的方式；2)将实际汽机调门指令作为扰动信号源，超前作用于预测函数控制系统，根据预测函数控制系统的预测模型获得最优控制律；3)在最优控制律的基础上进行简化，将指数系数简化为乘数系数，将预测时域优化长度简化为预测调整系数，得到简化的最优控制律；当采用一个基函数时，有：u(k+i)＝u(k)，i＝1,2,…,H‑1，Bu(k+i)＝ff+u(k)，i＝1,2,…,H‑1，Tu(k+i)＝Tu(k)，i＝1,2,…,H‑1，上式中，k表示采样时刻，H表示预测时域步长，u为最优控制量，Bu为汽机调门控制指令，ff为负荷至煤量前馈信号，Tu为锅炉煤量指令；各预测模型的预测输出为：上式中，α_m1为煤量对压力的预测模型G_m1(s)差分方程系数，α_m2为调门对压力的预测模型G_m2(s)差分方程系数；K_m1为G_m1(s)模型增益；K_m2为G_m2(s)模型增益；预测模型的总输出为：y_m(k+H)＝y_m1(k+H)+y_m2(k+H)根据优化指标的极值获得最优控制律为：上式中，c为设定值，β为系统期望闭环动态特性，y(k)为被控量，y_m1(k)为煤量对压力的预测模型输出，y_m2(k)为调门对压力的预测模型输出，y_m(k)为y_m1(k)和y_m2(k)叠加后输出；所述的预测调整系数包括参考轨迹预测调整系数b和控制预测调整系数a，简化的最优控制律如下：上式中，T_s为采样周期，T_R为参考轨迹时间常数；