[發明專利]一種在火電廠汽溫系統中牛頓力學控制器的設計方法有效
| 申請號: | 201510403871.2 | 申請日: | 2015-07-10 |
| 公開(公告)號: | CN105204330B | 公開(公告)日: | 2018-01-09 |
| 發明(設計)人: | 陳彥橋;華山;王德華;劉立衡 | 申請(專利權)人: | 國電科學技術研究院 |
| 主分類號: | G05B13/04 | 分類號: | G05B13/04 |
| 代理公司: | 北京慧泉知識產權代理有限公司11232 | 代理人: | 王順榮,唐愛華 |
| 地址: | 210031 江*** | 國省代碼: | 江蘇;32 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 火電廠 系統 牛頓 力學 控制器 設計 方法 | ||
1.一種在火電廠汽溫系統中牛頓力學控制器的設計方法,其特征在于:該方法具體步驟如下:
步驟一:設計期望的閉環系統:
H(s)=1/(cs2+ds+1)(4)
其中c=1/w2;d=2ζ/w;ζ是無阻尼系數,取ζ=0.75~1;w反映了系統的時間尺度,在選擇系統參數w時,需要在系統的動態品質指標和魯棒性之間作出平衡;
步驟二:針對G1(s)=k/(as2+bs+1),設計控制器Gc1(s):
Gc1(s)=kc(m1s2+m2s+m3)/(n1s2+n2s+n3)(5)
系統的開環傳遞函數是:
Q(s)=kckm3(m1s2/m3+m2s/m3+1)/((n1s2+n2s+n3)(as2+bs+1))
一種簡單的計算方法是,取:
km3=1;m1/m3=a;m2/m3=b(6)
則Q(s)=kc/(n1s2+n2s+n3)
系統的閉環傳遞函數是:
H1(s)=(kc/(kc+n3))/(n1s2/(kc+n3)+n2s/(kc+n3)+1)(7)
式(7)中的kc/(kc+n3)表示系統的靜態穩定值;當n3=0時,系統是無靜差的;當n3=0,kc=1時,牛頓力學控制器Gc(s)是一個PID控制器;
計算牛頓力學控制器Gc(s)的參數如下:根據kc/(kc+n3)確定系統的靜態穩定值,kc/(kc+n3)=0.999,則靜態誤差為0.001;如果取n3=0.1,kc=99.9,然后結合式(5),并且比較式(7)和(4),求解控制器Gc1(s)式(5)中kc,m1,m2,m3,n1,n2,n3的值;
m3=1/k;m1=a/k;m2=b/k;n1=(kc+n3)c;n2=(kc+n3)d(8)
f1=1/n1;f2=-n2/n1;f3=-n3/n1;(9)
步驟三:根據式Kf=f(h)=c0+c1h+c2h2+c3h3+c4h4+…(3)計算Kf
式中符號說明如下:h=τ/tp;c0,c1,c2,c3,c4...是應用多項式回歸方法計算得到的系數;
牛頓力學控制器Gc(s)通過系統運動的位置m3y、速度和加速度的負反饋作用,把被控對象的輸出軌跡引導和控制到期望的閉環系統H(s)=1/(cs2+ds+1)的輸出軌跡上。
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