复杂热工过程预测控制系统参数自整定方法研究及应用软件包开发

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动态矩阵控制(DMC)是一种应用最广泛的预测控制算法。常规DMC实施时,控制器参数通常需要控制前通过仿真和实时试验凑试,费时费力;按此参数实施控制,也常常无法保证良好的控制效果。目前对于DMC控制器,自整定方法和技术还缺乏研究,因而严重地限制了DMC预测方案的广泛应用。循环流化床锅炉(CFBB)是典型的热工对象,实现复杂热工过程的预测控制对于保证热电厂安全、经济运行具有十分重要的意义。本文以复杂工业过程CFBB机组建模控制为背景,在综述了目前国内外先进控制方法在复杂热工过程中的应用研究现状基础上,进行了复杂工业过程预测控制系统参数自整定方法的应用研究。 本文第一章为绪论,首先阐述了课题背景与意义,综述了目前国内外预测控制的研究现状,以及预测控制在热工过程控制中的应用研究现状。基于DMC存在的普遍问题及CFBB热工控制的复杂性,提出了本文的主要工作。 本文第二章系统研究常规DMC及其参数自整定。仿真研究部分探讨了两个问题:一是为什么选择某些参数作为主要的DMC整定参数;二是根据给出的整定策略,对典型被控过程进行了数值仿真,结果表明整定策略是有效的。在现场工业应用中,运用DMC-PID串级预测控制对某热电厂过热蒸汽温度实施了控制,取得了较好的控制效果。 本文第三章研究积分过程DMC,提出了SISO非自衡过程DMC系统参数自整定策略,结合机组汽包水位控制,将提出的方法进行了符合实际的仿真验证,结果表明所提出的新方法与常规设计方法相比较,可获得更好的控制效果。实际应用方面,应用作者参与了部分程序编写工作的预测控制软件包,对某热电厂锅炉汽包水位实施了控制,并与常规PID控制作了对比研究。应用结果表明自整定参数的DMC可取得令人满意的控制效果。 本文第四章论述了多变量DMC算法,及多变量DMC参数自整定策略,也初步研究了该法在CFBB机组负荷控制中的应用。结合CFBB生产过程负荷控制系统,针对一个典型的双入双出系统作了仿真分析,
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