[发明专利]一种余热锅炉再热烟温动态自校正控制方法

摘要

本发明公开了一种余热锅炉再热烟温动态自校正控制方法，该方法基于再热烟温设定值的阶跃响应试验而得出的动态自校正控制的被控对象模型，余热锅炉再热烟温自动控制系统实时记录燃气阀门开度指令序列、再热烟温测量值序列。通过控制器实现各个参数的动态整定，得出当前燃气阀门开度增量指令。本发明提升了余热锅炉再热烟温系统的动态性能，有效地解决了再热烟温控制系统调节大滞后性，响应速度迟缓的问题。保证了再热烟温与规定值之间的偏差范围，提高了再热烟温控制系统的稳定性。同时，在余热热源大幅度变化、甚至无余热热源等事故工况下，保证余热锅炉不停机。

主权项

1.一种余热锅炉再热烟温动态自校正控制方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：通过再热烟温设定值的阶跃响应试验而得出的动态自校正控制的被控对象模型，并为使问题简化，将被控对象近似为一阶单变量非线性系统，如下：T(t+1)=f[T(t)]+g[T(t)]·u(t)  式1u(t)和T(t)分别为被控对象的输入和输出，f[T(t)]、g[T(t)]为非零函数;若被控对象模型确定，则f[T(t)]、g[T(t)]为已知，根据确定性等价原则，控制器的控制律如下，其中再热烟温设定值序列Tr（t）,阀门开度指令序列u(t),再热烟温测量值值序列T（t）；(t)=Tr(t+1)-f[T(t)]g[T(t)]]]>式2步骤2：余热锅炉再热烟温自动控制系统实时记录燃气阀门开度指令序列、再热烟温测量值序列；通过在线训练辨识参数整定器，使被控对象模型f[T(t)]、g[T(t)]逐渐逼近被控对象，则由辨识参数整定器的Sf[T(t)]、Sg[T(t)]代替，则动态自校正控制器输出为u(t)=Tr(t+1)-Sf[T(t)]Sg[T(t)]]]>式3其中，Sf[T(t)]、Sg[T(t)]为f[T(t)]、g[T(t)]的估计值，是辨识参数整定器的非线性动态自校正参数，逐渐逼近f[T(t)]、g[T(t)]，由式3得出辨识参数整定器如下，其中辨识参数整定器再热烟温T（t）整定值T^(t+1);]]>T^(t+1)=Sf[T(t)]+Sg[T(t)]·u(t)]]>式4辨识参数整定器的输入为{T(t),u(t)}，输出为T^(t+1)=Sf[T(t);N(t)]+Sg[T(t);M(t)]·u(t)]]>式5N(t)=[N₀,N₁(t),N₂(t),N₃(t)，...N_n(t)]    式6M(t)=[M₀,M₁(t),M₂(t),M₃(t)，...M_n(t)]   式7N(t)、M(t)分别为估计值Sf[T(t)]、Sg[T(t)]的权系数序列，n为权系数个数，根据实际情况调整到最优个数，其中，N₀=Sf[0,N₀]=1,M₀=Sg[0,M]=1；由式1和式3可以得出T(t+1)=f[T(t)]+g[T(t)]Tr(t+1)-Sf[T(t);N(t)]Sg[T(t);M(t)]]]>式8即当Sf[T(t);N(t)]→f[T(t)]，Sg[T(t);N(t)]→g[T(t)]时，T(t+1)→Tr(t+1)；步骤3：将采集得到再热烟温测量值和燃气阀门开度值送入辨识参数整定器进行参数整定；设再热烟气温度与再热烟温设定值的二次型误差函数如下，其中J（t）：再热烟气温度与再热烟温设定值的二次型误差，j（t）：再热烟气温度与再热烟温设定值的误差；J(t)=12[Tr(t)-T(t)]2=12j2(t)]]>式9则权值系数按以下准则调整N(t+1)=N(t)+ΔN(t)，M(t+1)=M(t)+ΔM(t)ΔNi(t)=-ηN∂J(t)∂Ni(t)=-ηN∂J(t)∂T(t)·∂T(t)∂Ni(t)ΔMi(t)=-ηM∂J(t)∂Mi(t)=-ηM∂J(t)∂T(t)·∂T(t)∂Mi(t)]]>式10η_N、η_M均大于零，它们决定辨识参数整定器收敛于被控对象的速度；式8、式9、式10得出ΔNi(t)=-ηN·g[T(t)]Sg[T(t);M(t)]·{∂Sf[T(t);N(t)]∂Ni(t)}·j(t)ΔMi(t)=-ηMg[T(t)]Sg[T(t);M(t)]·{∂Sg[T(t);M(t)]∂Mi(t)}·j(t)·u(t)]]>式11对于g[T(t)]，由于对象特性未知，不能直接运算，但其符号已知，记为sgn{g[T(t)]}，将其代替式中g[T(t)]，可确定该项在计算过程中收敛方向所起的作用；近似代替对权值变化所造成的误差，可通过调节η_N、η_M的大小进行补偿，当式11收敛时，动态自校正控制器算法最优；Ni(t+1)=Ni(t)-ηN·sgn{g[T(t)]}Sg[T(t);M(t)]·{∂Sf[T(t);N(t)]∂Ni(t)}·j(t)Mi(t+1)=Mi(t)-ηMsgn{g[T(t)]}Sg[T(t);M(t)]·{∂Sg[T(t);M(t)]∂Mi(t)}·j(t)·u(t)]]>式12步骤4：再将参数整定值、再热烟温测量值和燃气阀门开度值输入通过控制器实现各个参数的动态整定，得出当前燃气阀门开度增量指令；辨识参数整定器的非线性动态自校正参数所选非线性作用函数为作为Sf[T(t)]、Sg[T(t)]函数形式，对于即可用上述非线性函数仿照推导BP算法过程计算得到，即为θ_i为阈值。