多变量解耦内模控制研究及在锅炉燃烧系统中的应用.pdfVIP

学兔兔 第42卷第1期 锅 炉 技 术 V01．42，NO．1 2O11年 1月 B()ILER TECHN()L0GY Jan．，2011 文章编号： CN31 1508(2O11)01～0019 04 多变量解耦内模控制研究及在锅炉燃烧系统中的应用 历 鹕 (滨州技术学院 化学T程系，山东 滨州 256600) 关键词： 锅炉燃烧系统；多变量；解耦内模控制 摘 要： 针对锅炉燃烧系统存在的多变量耦合及大时滞的特点，提出了多变量解耦内模控制算法。使燃烧 控制中受控变量 蒸汽压力、烟气成分(经济燃烧指标)和炉膛负压与操纵变量一燃料量、送风量和引风量组 成的燃烧系统控制方案满足：燃料与送风量之间保持一定的比值从而保证燃烧的经济性和锅炉的安全运行； 引风量与送风量相适应，保证炉膛负压在一定的范围内。仿真结果表明了算法的可行性和有效性。 中图分类号： TP273 文献标识码： A 有许多问题有待解决，如进一步提高多变量过程 0 前 言 中内模控制的应用。本文提出多变量解耦内模控 锅炉燃烧系统是个大惯性、大纯时延、变参数 制方法，通过改进传统解耦控制器设计方法，使控 的多输入、多输出复杂过程，而目前所存在的PID 制器同时具有解耦和内模控制两部分功能，既能 等控制方法并不能很好地解决这些问题，由此需 减小各输出变量之间的关联，又能有效改善各被 要合理地改变这种现状。近年来，随着内模控制 控过程的响应性能，减小由大时滞带来的不良影 理论的进一步发展，将内模控制应用于工业过程 响。同时在计算过程中，运用遗传算法的模型近 中已成为一个热门的研究方向[ 。国内外有许多 似功能来降低运算的复杂程度，使得该方法具有 研究人员和学者在这方面投入了大量的精力，也 较好的适用性和灵活性。 取得了一些显著的进展和成果。文献[2]针对电 1 多变量解耦内模控制 站锅炉汽温被控对象大滞后、大惯性的特点，设计 了一种新的基于内模控制原理的过热汽温控制策 1．1多变量内模控制的基本结构 略。与传统PID调节方案相比，无论对于稳态过 根据 1982年Garcia和 Morari提出的内模 程或动态过程，新控制策略减少了由于滞后引起 控制方案，得出多变量内模控制结构框图如下 的可控指数低、气温调节困难的特点，明显提高了 所示： 控制回路的鲁棒性及抗干扰能力。文献[3]将基 D 于神经网络的内模控制策略应用到电站锅炉的汽 包水位控制中，总的控制对象输入由神经网络内 模控制器NNC和一个鲁棒反馈控制器 RC组成， 2个控制器的输出信号通过变参数加权综合后共 图 1 MIMO内模控制结构框图 同作用于被控对象。保证在控制初期以及对象特 性变化的情况下系统仍然具有良好的调节品质。 图中G ( )表示解耦控制器矩阵；G(s)表示实