[發(fā)明專利]一種核電站穩(wěn)壓器壓力被控對(duì)象動(dòng)態(tài)矩陣控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810663234.2
• 申請(qǐng)日: 2018-06-25
• 公開（公告）號(hào): CN108646567B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢虹;苑源;張棟良;蘇曉燕;楊婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電力學(xué)院
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 上?？剖⒅R(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 丁云

本發(fā)明涉及一種核電站穩(wěn)壓器壓力被控對(duì)象動(dòng)態(tài)矩陣控制方法，該方法包括如下步驟：(1)建立核電站穩(wěn)壓器壓力被控對(duì)象模型；(2)對(duì)核電站穩(wěn)壓器壓力被控對(duì)象設(shè)置反饋通道，建立有自平衡能力的核電站穩(wěn)壓器壓力被控對(duì)象模型；(3)進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，建立有自平衡能力的核電站穩(wěn)壓器壓力被控對(duì)象簡(jiǎn)化模型；(4)對(duì)簡(jiǎn)化模型設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)矩陣控制器，得到虛擬實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)控制信號(hào)；(5)根據(jù)虛擬實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)控制信號(hào)得到實(shí)際實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)核電站穩(wěn)壓器壓力被控對(duì)象動(dòng)態(tài)矩陣控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠克服動(dòng)態(tài)矩陣控制算法存在的缺陷、改進(jìn)傳統(tǒng)控制方法控制品質(zhì)的不足，提供一種帶有積分和遲延環(huán)節(jié)的被控對(duì)象動(dòng)態(tài)矩陣控制的實(shí)現(xiàn)方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種帶有積分和遲延環(huán)節(jié)的被控對(duì)象動(dòng)態(tài)矩陣控制方法。

背景技術(shù)

工業(yè)過程控制中存在許多具有大慣性、大遲延、難以獲得精確數(shù)學(xué)模型特點(diǎn)的被控對(duì)象，針對(duì)帶有積分和遲延環(huán)節(jié)的無自平衡能力的復(fù)雜非線性系統(tǒng)，傳統(tǒng)的PID控制方法調(diào)節(jié)效果不夠理想，存在響應(yīng)速度慢、超調(diào)量大等缺點(diǎn)。

動(dòng)態(tài)矩陣控制(Dynamic Matrix Control,DMC)是一種基于被控對(duì)象階躍響應(yīng)的預(yù)測(cè)控制算法，對(duì)模型要求較低、算法計(jì)算量較小且魯棒性較強(qiáng)。目前DMC算法可直接用于工業(yè)過程控制中有自平衡能力的被控對(duì)象，在對(duì)帶有積分和遲延環(huán)節(jié)的被控對(duì)象建模時(shí)會(huì)產(chǎn)生截?cái)嗾`差，因此尚未用于無自平衡能力的被控對(duì)象。為解決這一問題，學(xué)者們進(jìn)行了大量研究，可分為兩類：一類主要針對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行研究，例如將不穩(wěn)定模型進(jìn)行分解得到穩(wěn)定部分進(jìn)行DMC控制器設(shè)計(jì)，但局限于理論上解決算法的應(yīng)用問題；另一類主要針對(duì)算法自身進(jìn)行研究，例如對(duì)DMC算法迭代矩陣進(jìn)行改進(jìn)解決預(yù)測(cè)模型的截?cái)嗾`差，但并未充分考慮工程實(shí)際信號(hào)的采集。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種核電站穩(wěn)壓器壓力被控對(duì)象動(dòng)態(tài)矩陣控制方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種核電站穩(wěn)壓器壓力被控對(duì)象動(dòng)態(tài)矩陣控制方法，該方法包括如下步驟：

(1)建立核電站穩(wěn)壓器壓力被控對(duì)象模型；

(2)對(duì)核電站穩(wěn)壓器壓力被控對(duì)象設(shè)置反饋通道，建立有自平衡能力的核電站穩(wěn)壓器壓力被控對(duì)象模型；

(3)對(duì)有自平衡能力的核電站穩(wěn)壓器壓力被控對(duì)象模型進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，建立有自平衡能力的核電站穩(wěn)壓器壓力被控對(duì)象簡(jiǎn)化模型；

(4)對(duì)有自平衡能力的核電站穩(wěn)壓器壓力被控對(duì)象簡(jiǎn)化模型設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)矩陣控制器，得到虛擬實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)控制信號(hào)；

(5)根據(jù)虛擬實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)控制信號(hào)得到核電站穩(wěn)壓器壓力被控對(duì)象的實(shí)際實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)核電站穩(wěn)壓器壓力被控對(duì)象動(dòng)態(tài)矩陣控制。

步驟(1)核電站穩(wěn)壓器壓力被控對(duì)象模型具體為：

其中，G₀(s)為核電站穩(wěn)壓器壓力被控對(duì)象模型，k₀為放大系數(shù)，T₀為慣性時(shí)間常數(shù)，τ₀為遲延時(shí)間，s為拉普拉斯算子，e為自然常數(shù)。

步驟(2)中有自平衡能力的核電站穩(wěn)壓器壓力被控對(duì)象模型具體為：

G₁(s)＝G₀(s)/(1+K×G₀(s))，

其中，G₁(s)為有自平衡能力的核電站穩(wěn)壓器壓力被控對(duì)象模型，G₀(s)為核電站穩(wěn)壓器壓力被控對(duì)象模型，K為反饋通道增益，s為拉普拉斯算子。