改进的模糊smith串级主汽温控制仿真研究 simulation of fuzzy smith cascade control system on main steam temperature.pdfVIP

翻嘲簟—l POWERENGfN￡ER{NG 第29卷第8期 电力科学与工程 V01．29．No．8 27 El∞tricPowerScience蛐d 2叭3年8月 Enginee血g Aug．，2013 改进的模糊Smith串级主汽温控制仿真研究 刘长良1，张永波2 (1．华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室，北京100085； 2．华北电力大学控制与计算机工程学院，河北保定071003) 摘要：针对电厂主汽温被控对象大惯性、大迟延和时变的特点，提出一种带smith预估器的模糊PID串 级控制系统。主回路采用含有滤波作用的改进的smiIh预估器实现对迟延的补偿，降低了Sm油预估器对 模型精度的要求。结合模糊控制良好的非线性优点，主控制器采用模糊自整定PID控制器，对PID参数 在线进行调整。仿真实验表明，该控制方法在正常工况和参数变化的情况下，超调量和调节时间等方面 都有所改善，提高了控割系统的鲁棒性和抗于扰能力。 关键词：主汽温；smith预估器；模糊控制；迟延；鲁棒性 中图分类号：TK323文献标识码：A DOI：10．3969／j．issn．1672—0792．2013．08．006 Smith预估的模糊PID主汽温控制系统。 0 引言 1主汽温控制系统结构 火电厂锅炉过热蒸汽出口温度(主汽温)是 锅炉的重要参数之一，其对电厂的安全经济运行 主汽温控制系统采用串级控制，通过改变减 具有重要意义…。主汽温允许变化的范围一般为 温水阀门开度来改变减温水量，从而调节主汽温 额定汽温的+5～一10℃怛】，汽温过高或过低，度。由于常规PID温度控制器难以适应汽温控制 以及大幅度的波动都将严重影响锅炉、汽轮机的 系统的动态变化特性，常规Smith预估控制对于 安全和经济运行旧J，因此需要将主汽温控制在允 大时滞对象具有较好的控制效果，但是主汽温对 许的范围之内。 象的时变性使得一般的smi￡h预估难以在实际应 火电厂的主汽温被控对象具有非线性，时变 用中得到理想的控制效果。因此本文采用一种改 性和滞后性等特点，而且其动态特性易受环境的 进型smith预估，同时为了提高控制系统的鲁棒 影响，难以确立精确的数学模型‘4J，这使得常规 性，主控制器采用模糊规则在线调整PID参数， 从而?肖除模型参数变化对系统的影响。本文设计 的PID串级控制往往不能取得满意的控制性能。51。 的串级控制系统结构如图l所示。 在解决大惯性、大迟延问题方面，smith预估是一 种比较有效的控制方法‘61，但是它对被控对象的 参数变化非常敏感，一般当过程参数变化10％～ 15％时，Smith预估补偿就失去了良好的控制效 果…。c．c．Hang提出的改进型smith预估器旧。 可以有效地改善传统smith预估器的适应性。本 文利用这种改进方法，结合模糊控制系统良好的 图1模糊SIlIith串级系统结构 of c舔明de ThestmctIlre SIIlitll 不确定性、非