[發明專利]一種循環流化床鍋爐燃燒自適應控制系統及方法

有效

• 申請號: 201911369743.5
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN110887038B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 柴慶宣;商孟堯
• 申請（專利權）人: 哈爾濱中遠控制工程有限公司
• 主分類號: F23C10/28
• 分類號: F23C10/28;F23N1/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

1.一種循環流化床鍋爐燃燒自適應控制系統，其特征在于：它包括自校正控制器和RBF神經網絡模型估計器；

所述RBF神經網絡模型估計器用于對作為控制量向量的給煤量、一次風量和二次風量，以及作為輸出量向量的主蒸汽壓力、爐床溫度和煙氣氧量作為輸入量進行模型估計，估計模型控制特性參數；利用所述模型控制參數計算得到CFB鍋爐燃燒系統的控制增益矩陣；

RBF神經網絡是具有單隱含層的三層前饋網絡，所述RBF神經網絡模型估計器由輸入層、隱含層和輸出層組成；

所述自校正控制器用于對作為給定量向量的主蒸汽壓力給定量、爐床溫度給定量、煙氣氧量給定量，以及作為輸出量向量的主蒸汽壓力、爐床溫度和煙氣氧量和所述控制增益矩陣作為輸入量，經參數整定、控制、解耦補償，計算輸出控制量向量給CFB鍋爐燃燒系統；

所述自校正控制器包括PID控制器和解耦補償器；PID控制器將整定的參數、作為設定量向量的主蒸汽壓力、爐床溫度和煙氣氧量，及作為輸出量向量的主蒸汽壓力、爐床溫度和煙氣氧量作為輸入量，執行控制，輸出未進行解耦補償的PID控制器輸出量，PID控制器輸出端連接解耦補償器的輸入端，解耦補償器對控制增益矩陣進行特征向量空間分解，實現控制解耦，并對所述PID控制器輸出量補償，輸出解耦補償后的控制量向量。

2.一種循環流化床鍋爐燃燒自適應控制方法，其特征在于：它包括：

一、設定作為給定量向量R的主蒸汽壓力、爐床溫度和煙氣氧量；采集作為控制量向量的給煤量、一次風量和二次風量；采集作為輸出量向量的主蒸汽壓力、爐床溫度和煙氣氧量；

二、將作為控制量向量的給煤量、一次風量和二次風量，以及作為輸出量向量的主蒸汽壓力、爐床溫度和煙氣氧量作為輸入量，作用于RBF神經網絡模型估計器，進行模型估計，計算輸出模型控制特性參數，并將由模型控制特性參數計算得到控制增益矩陣輸入給自校正控制器；所述RBF神經網絡是具有單隱含層的三層前饋網絡，所述RBF神經網絡模型估計器由輸入層、隱含層和輸出層組成；

三、將給定量向量R的主蒸汽壓力、爐床溫度、煙氣氧量，輸出量向量的主蒸汽壓力、爐床溫度和煙氣氧量作為反饋，以及所述控制增益矩陣輸入自校正控制器，

所述自校正控制器包括PID控制器和解耦補償器；PID控制器接收作為設定量向量的主蒸汽壓力、爐床溫度和煙氣氧量的給定信號，及作為輸出量向量的主蒸汽壓力、爐床溫度和煙氣氧量的測量信號，對給定的控制特性模型參數執行整定、控制，PID控制器輸出端連接解耦補償器的輸入端，解耦補償器執行輸出控制量向量，完成參數整定控制和解耦補償，并輸出控制量向量給CFB鍋爐燃燒系統，如此反復，實現循環流化床鍋爐燃燒系統的自適應控制。

3.根據權利要求2所述一種循環流化床鍋爐燃燒自適應控制方法，其特征在于：由模型控制特性參數確定的控制增益矩陣為：

控制增益矩陣的特征向量構成特征空間矩陣V滿足：

Jac·V＝Λ·V

其中，

自校正控制器根據控制增益矩陣進行特征向量空間分解，解耦補償，實現控制解耦，輸出控制量向量U：

U＝V^T·U_d

完成循環流化床燃燒系統自適應控制。