作者：张青月1, 王东风1,2
作者单位：1. 华北电力大学河北省发电过程仿真与优化控制工程技术研究中心, 河北 保定 071003;
2. 华北电力大学自动化系, 河北 保定 071003
关键词：状态观测器;状态反馈;误差积分反馈;过热汽温
摘要：
针对电厂过热汽温控制系统具有大惯性、大滞后且对象参数随负荷变化较大等特性,提出基于观测器的状态反馈控制方案。通过状态反馈控制改善被控对象的动态特性,并在状态反馈的基础上加入误差的积分反馈,既克服PID对大滞后对象控制效果不理想的缺点,又能够消除稳态偏差。仿真研究表明:过热汽温控制系统采用带有误差积分反馈的观测器-状态反馈控制策略,具有较好的控制品质以及较强的鲁棒性。
Research on observer-based state feedback control for superheated steam temperature
ZHANG Qingyue1, WANG Dongfeng1,2
1. Hebei Engineering Research Center of Simulation & Optimized Control for Power Generation, North China Electric Power University, Baoding 071003, China;
2. Department of Automation, North China Electric Power University, Baoding 071003, China
Abstract: An observer-based state feedback control scheme was proposed to solve the large inertia, large time-delay and parameters varying with the unit load of superheated steam temperature control systems in power stations. The defects of PID that the large-lag object control effect is unsatisfactory has been overcome and the steady-state deviation was eliminated by improving the dynamic characteristics of the controlled object through state feedback control and by adding error integral feedback to state feedback. The simulation results show that the observer-state feedback control scheme with error integral feedback has good control quality and strong robustness.
Keywords: state observer;state feedback;error integral feedback;superheated steam temperature
2016, 42(5): 98-102 收稿日期: 2015-10-17;收到修改稿日期: 2015-12-05
基金项目: 中央高校基本科研业务费专项资金项目(2014MS139)
作者简介: 张青月(1989-),女,河北张家口市人,硕士研究生,专业方向为火电厂热工控制系统分析与设计。
参考文献
[1] 苟轩,谢华,程玉华,等. 模糊PID算法在双闭环温控系统中的应用[J]. 中国测试,2011,37(4):75-77.
[2] 赵为光,杨莹. 电厂主汽温串级控制系统的PID控制器算法改进[J]. 电站系统工程,2008,24(6):61-63.
[3] 王喜庆,冯晓露. 电厂过热蒸汽温度的有约束预测控制[J].动力工程学报,2010,30(3):192-195.
[4] LIN X J, CHAN C W. Neuro-fuzzy generalized predictive control of boiler steam temperature[J]. IEEE Trans Energy Conversion,2006,21(4):900-908.
[5] 刘翠花,陈红,王广军. 基于分散推理结构的过热汽温模糊控制及仿真[J]. 系统仿真学报,2011,23(7):1437-1440.
[6] 肖忠,玉瑞,王清. 基于PID神经网络的主汽温系统设计与仿真[J]. 系统仿真学报,2011,23(10):2195-2199.
[7] 牛培峰. 采用面式减温器的锅炉汽温自适应解耦控制系统[J]. 动力工程,2007,27(5):725-727.
[8] 管志敏,王兵树,林永君,等. 自抗扰控制在火电厂主汽温控制中的应用研究[J]. 系统仿真学报,2009,21(1):307-311.
[9] 许鸣珠,刘贺平,李晓理,等. 过热汽温的稳定自适应预测函数控制[J]. 中国电机工程学报,2007,27(11):88-92.
[10] ZHANG J H, HUO G L, ZHANG J F. Adaptive neuro-control system for superheated steam temperature of power plant over wide range operation[C]//Proceedings of the Sixth International Conference on Intelligent Systems Design and Applications IEEE Computer Society,2006:138-141.
[11] 贾立,柴宗君. 火电机组主蒸汽温度神经模糊-PID串级控制[J]. 控制工程,2013,20(5):877-881.
[12] 韩忠旭,张智. 状态观测器及状态反馈控制在亚临界锅炉蒸汽温度控制系统中的应用[J]. 中国电机工程学报,1999, 19(11):76-80.
[13] 韩忠旭,孙颖. 高阶惯性环节状态反馈极点配置的一种简易方法[J]. 中国电机工程学报,2002,22(4):118-121.
[14] 谢克明. 现代控制理论基础[M]. 北京:北京工业大学出版社,2000:211-220.
[15] 杨平,陈式跃. 无超调不限阶数的M型次多容惯性标准传递函数[J]. 中国测试,2013,39(2):14-18.
[16] 章臣樾. 锅炉动态特性及其数学模型[M]. 北京:水利电力出版社,1987:58.
