文档介绍：华北电力大学(保定)
硕士学位论文
自抗扰技术在多变量控制系统中的应用
姓名:尹水红
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:于希宁
20071215
摘要琣本文主要研究自抗扰技术在多变量控制系统中的应用。研究自抗扰控制器的发展过程,深入分析各部分组成,给出其离散算法实现。研究参数整定方法,提出一种基于单纯形优化的扩张状态观测器参数整定法,并根据大量仿真试验提出参数整定的一般步骤。研究自抗扰控制器适用的对象,并将自抗扰控制技术扩展,得到模型补偿自抗扰控制器和串联型自抗扰控制器。将自抗扰技术应用到火电厂三个典型控制系统一球磨煤机制粉系统、火电单元机组协调控制系统、循环流化床锅炉燃烧系统,提出相应的控制方案,仿真结果验证了其优越的抗扰性能和解耦能力。关键词:自抗扰控制器,扩张状态观测器解耦,仿真篈,华北电力大学硕士学位论文摘要’.’甌、,.甌.—
摘要琣本文主要研究自抗扰技术在多变量控制系统中的应用。研究自抗扰控制器的发展过程,深入分析各部分组成,给出其离散算法实现。研究参数整定方法,提出一种基于单纯形优化的扩张状态观测器参数整定法,并根据大量仿真试验提出参数整定的一般步骤。研究自抗扰控制器适用的对象,并将自抗扰控制技术扩展,得到模型补偿自抗扰控制器和串联型自抗扰控制器。将自抗扰技术应用到火电厂三个典型控制系统一球磨煤机制粉系统、火电单元机组协调控制系统、循环流化床锅炉燃烧系统,提出相应的控制方案,仿真结果验证了其优越的抗扰性能和解耦能力。关键词:自抗扰控制器,扩张状态观测器解耦,仿真篈,华北电力大学硕士学位论文摘要’.’甌、,.甌.—
学位论文作者签名:舻日期:翌关于学位论文使用授权的说明声明田本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文《自抗扰技术在多变量控制系统中的应用》,是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间,在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定,即:①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件;②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文;③学校可允许学位论文被查阅或借阅;④学校可以学术交流为目的,复制赠送和交换学位论文;⑤同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。婷艿难宦畚脑诮饷芎笞袷卮斯娑文中作了明确的说明并表示了谢意。期:』通『二协一,日只日
第一章绪论选题背景及研究意义近年来,电网和单元机组容量不断扩大,现代电力系统的规模和复杂程度正在显著地增加,电厂自动化水平和控制性能品质越发显得重要。同时,电力系统,电厂热工过程具有强非线性、参数时变、大惯性大时滞、强耦合、强干扰等特点,而当前大部分控制装置都是基于非线性电力系统某个运行点附近的线性化模型而设计的线性控制器,难于满足控制要求。多变量系统的耦合即各回路之间存在的相互影响,是控制系统要解决的一个重要问题。对一个闭环系统而言,系统若能解耦,则一个输入设定值只影响一个输出变量,达到这一目标的途径有两条:一个是先使开环系统完全解耦,从而形成完全独传统的解耦控制思想是通过解耦补偿器的设计,使解耦补偿器与被控对象组成的广义系统的传递函数矩阵为对角阵,从而把一个有耦合影响的多变量系统化为多析法、状态变量法、逆奈氏阵列法等。这些设计方法严重依赖被控对象的精确模型,而对象存在着未建模动态及对象参数时变和不确定因素等各种不可测量的扰动,要想获得完整、精确的数学模型是不可能的,或者是不切实际的。对于多输入多输出系统不确定性问题,自适应解耦的方法将耦合项作为可测干扰,采用自校正前馈控制的方法,对耦合进行动、静态补偿,能取得良好的控制品质。但是其算法复杂,计算量大,且它对过程动态建模和扰动的适应能力差,因此应用范围受到了一定限制。非线性系统的解耦还有智能解耦控制,如模糊解耦控制,神经网络解耦控制等。模糊解耦补偿器的解耦和参数是采用经验试凑法离线确定的,没有通用算法,很难实现完全解耦。而神经网络解耦的研究已有一些研究成果,但是神经网络有着自身无法解决的问题,而且非线性对象不像线性对象那样容易分解和交换,因此非线性解耦理论与神经网络结合较为困难,难以找到通用的解耦条件判据。总之,对于多变量系统的解耦,每种方法都有其优点,也有其局限性。自抗扰控制器将不同通道之间的耦合部分看成一种外扰,各通道通过非线性状态观测器各自独立地进行在线跟踪估计,并在反馈中补偿掉,立的单回路系统;另一条途径是使用补偿器和反馈使闭环系统解耦。个无耦合的单变