[發明專利]基于拉蓋爾函數模型的火電單元機組負荷預測PID控制方法

在審

• 申請號: 201810843019.0
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN109062030A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 喬東東;郭偉;李濤;高嚴凱;李明家
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

本發明公布了一種基于拉蓋爾函數模型的火電單元機組負荷預測PID控制方法，火電單元機組負荷系統包括控制系統和受控系統，具體操作步驟如下：S1，將控制系統的控制輸出U(k)輸入受控系統，得到受控輸出Y(k)；S2，利用Y(k)進行拉蓋爾函數預測模型參數辨識；S3，將控制輸出U(k)作為模型輸入傳輸到拉蓋爾函數預測模型，得到模型預測輸出Y_M(k+1)；S4，利用Y(k)對模型預測輸出Y_M(k+1)進行反饋矯正，得到補償模型預測輸出Y_P(k+1)；S5，利用PID控制算法滾動優化補償模型輸出，得到新的控制輸出U(k+1)；S6，重復步驟S1?S5，實現火電單元機組負荷系統的穩定運行。本發明方法具有跟蹤速度較快、抗干擾能力強、穩態誤差小、計算時間短等優點，具有較強的自適應能力。

技術領域

本發明屬于火電單元機組負荷控制的技術領域，主要涉及到一種基于拉蓋爾函數模型的火電單元機組負荷預測PID控制方法。

背景技術

隨著電網和單元機組容量的不斷擴大，用戶對用電質量的要求也不斷提高，研究多變量控制策略在熱工過程中的應用變得越來越重要。火電廠單元機組負荷控制是一個典型的復雜多變量系統，火電單元機組負荷控制的主要要求是使主蒸汽壓力在規定的范圍內，并使機組能較快的達到外界負荷需求。

目前，針對火電廠單元機組負荷控制，專家們提出了一些先進的控制策略，如李益國等人提出了一種模糊控制，但這種控制計算復雜，模糊規則難以確定；呂劍虹等提出了一種神經網絡控制，但這種控制方法，計算量大，耗時較長。

模型預測控制(MPC)是二十世紀七十年代末發展起來的一類新型具有廣闊應用前景的控制策略，由于具有較好的控制效果，因此成功的在實際工業控制中得到了應用。通過多數的實驗表明，對于具有大慣性、大滯后特性的熱工過程，MPC的性能明顯優于傳統的PID控制策略。但傳統的MPC有一定的局限性，模型算法控制(MAC)、動態矩陣控制(DMC)等采用非參數化模型，所用數據多，計算量大，不便于實現自適應控制；廣義預測控制(GPC)等采用的參數化模型，對于被控對象的時延和階次較敏感。近年來，加拿大Dumont等研究了基于拉蓋爾函數模型的自適應預測控制算法，研究發現將此算法應用于擴散爐系統可以得到較好的控制效果。拉蓋爾函數模型具有非參數化模型對系統階次和時延變化不敏感的特點，而且表示模型參數少于傳統參數化模型，參數便于在線辨識，易于實現自適應控制策略。

發明內容

本發明提供了一種基于拉蓋爾(Laguerre)函數模型的火電單元機組負荷預測PID控制方法，將基于Laguerre函數模型的自適應預測控制與PID控制策略結合，得到的新的控制方法。

為解決上述技術問題，本發明采用了如下技術手段：

基于Laguerre函數模型的火電單元機組負荷預測PID控制方法，火電單元機組負荷系統包括控制系統和受控系統，具體操作步驟如下：

S1，將控制系統的控制輸出U(k)作為受控系統的輸入，受控系統輸出Y(k)；

S2，利用受控系統的輸出Y(k)進行Laguerre函數預測模型參數辨識；