基于多模型切换的过热汽温广义预测控制.pdf

第37卷 第 1期 妻菜电力 V01．37 No．1 2009年 1月 East China EIectricPower Jan． 2009 基于多模型切换的过热汽温广义预测控制 张云广 ，沈 炯，李益国 (东南大学 能源与环境学院，江苏 南京 210096) 摘 要：火电厂过热汽温对象具有时滞、惯性和参数时变的特性。固定参数常规PID控制器在对象特性发生 变化后，控制品质会有所下降。基于多模型切换的过热汽温广义预测控制策略，对若干典型工况点下的固定 模型设计子控制器，当系统工况发生变化后，通过有效的切换策略及时准确地切换到最适控制器。提出一种 新的平滑切换方法，可有效抑制切换时对象出现的大幅扰动现象。仿真结果验证了该控制策略的有效性。 关键词：多模型；广义预测控制；平滑切换 基金项 目：教育部科学技术研究重点项 目(108060) 作者简介：张云广 (1983一)，男，硕士研究生，研究方向为多模型预测控制。 中图分类号：TKS21 文献标志码：B 文章编号 ：1001-9529(2009)0l-0164-05 M ulti·modelswitchingbasedGPC anditsapplicationtosuperheatedsteam temperaturesystems ZHANGYun—guang，SHENJiong，L1Y／一guo (SchoolofEnergyandEnvironment，SoutheastUniv．，Nanjing210096，China) Abstract：Thesuperheatedsteam temperaturesystem inthepowerplantisfltypicaltimedelay，stronginertialand timevaryingprocess．Duetothesecharacteristics，theperformanceoftraditionalfixed—parameterPIDcontrollertends todeterioratewhenthepropertiesoftheprocesschange．A new multi—modelswitchingbasedgeneralizedpredictive control(GPC)strateyg waspresented．A setoflinearmodelswasdevelopedaccordingtodifferentloads，andthe controllersassociatedwitheachmodelweredesigned．Byaneffectiveswitchingstrateyg ，theappropriatecontroller couldbeselectedfordifferentworkingconditions．Anew smoothswitchingmethodwhichcanrestrainthevibrationin thecourseofswitchingeffectivelywasalsoproposed．Simulationresultsprovedthecontrolstrateyg effective． Keywords：multi—model；GPC；smooth switching 锅炉过热汽温对象具有大时延、大惯性和参 基于子模型分别设计子控制器，对子控制器加权 数随工况变化而时变的突出特点。传统的基于特 以获得合适的控制增量。本文利用广义预测控制 定工作点整定的PID串级控制器在对象有时滞和 算法鲁棒性强、对模型依赖程度低的优点，提出一 对象特性发生变化时，控制品质会随之明显下降。 种基于多模型切换的过热汽温广义预测控制 20世纪70年代开始发展的预测控制对大时滞、 (GPC)策略，并给出一种新的切换方法，来解决变 大惯性系统具有 良好的控制性能。文献 [1]应用