本發(fā)明屬于脫硝控制領(lǐng)域，具體涉及一種用于脫硝控制系統(tǒng)的多模型自適應(yīng)控制方法。

背景技術(shù)：

目前火電廠普遍采用串級(jí)控制系統(tǒng)進(jìn)行scr脫硝系統(tǒng)出口氮氧化物(nox)濃度控制，出口nox濃度為主調(diào)節(jié)參數(shù)，氨氣流量為副調(diào)節(jié)參數(shù)，主、副調(diào)節(jié)器均采用單一的pid控制。通過(guò)副回路的調(diào)節(jié)使噴按量能夠快速跟蹤主調(diào)節(jié)器輸出，通過(guò)主回路的調(diào)節(jié)使出口nox濃度跟蹤出口nox濃度設(shè)定值。

火電廠采用串級(jí)控制系統(tǒng)進(jìn)行scr脫硝系統(tǒng)出口nox濃度的控制過(guò)程中，串級(jí)控制系統(tǒng)中主pid采用單一的pid參數(shù)，但是，由于電廠的負(fù)荷由電網(wǎng)需求決定，一天之中可能變化較大，而負(fù)荷的改變會(huì)引起被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的改變，單一的pid控制將不能適應(yīng)對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的改變，對(duì)噴按量的調(diào)節(jié)不能及時(shí)的跟蹤scr出口nox濃度的變化，引起出口nox濃度產(chǎn)生較大波動(dòng)，這是目前電廠脫硝系統(tǒng)出口nox濃度經(jīng)常超標(biāo)的主要原因，導(dǎo)致電廠經(jīng)常受到環(huán)保部門的懲罰。

例如，申請(qǐng)?zhí)?01610235007.0的專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種火電廠scr脫硝控制方法，包括：獲取scr反應(yīng)器的出口氮氧化物濃度測(cè)量值和scr反應(yīng)器的出口氮氧化物濃度設(shè)定值：將其相減得到氮氧化物濃度偏差值；將其輸入主pid控制器的輸入端，得到主pid控制器輸出的氨氣流量需求值，獲取scr反應(yīng)器的入口氮氧化物濃度測(cè)量值和協(xié)調(diào)系統(tǒng)鍋爐主控輸出指令；根據(jù)其對(duì)氨氣流量需求值進(jìn)行修正，得到氨氣流量設(shè)定值；獲取氨氣流量測(cè)量值，將其與氨氣流量設(shè)定值相減，得到氨氣流量偏差值；將其輸入副pid控制器的輸入端，得到副pid控制器輸出的噴氨流量控制指令，能夠增強(qiáng)了控制系統(tǒng)對(duì)負(fù)荷變化的響應(yīng)速度，保證了控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)。但是該發(fā)明主pid和副pid均需要進(jìn)行修正，比較復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠在不同負(fù)荷下，在脫硝系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性變化的情況下，均能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制效果、減少scr出口nox濃度波動(dòng)、控制思路簡(jiǎn)單和易于實(shí)現(xiàn)的控制方法。

本發(fā)明解決問(wèn)題的技術(shù)方案是：提供一種用于脫硝控制系統(tǒng)的多模型自適應(yīng)控制方法，所述控制方法應(yīng)用于包括scr脫硝系統(tǒng)、主pid控制器和副pid控制器的脫硝噴氨控制系統(tǒng)中，主pid控制器和副pid控制器采用串級(jí)連接的方式進(jìn)行控制，其特征在于，包括如下步驟：

s1.建立被控對(duì)象在不同負(fù)荷下的子模型：

將串級(jí)控制中的副回路連同scr脫硝系統(tǒng)一起作為被控對(duì)象，在不同負(fù)荷下分別辨識(shí)對(duì)象模型，將辨識(shí)出的m個(gè)模型作為m個(gè)子模型；

s2.針對(duì)m個(gè)子模型分別設(shè)計(jì)pid控制器：

針對(duì)建立好的m個(gè)子模型，分別設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的pid控制器并在simulink中運(yùn)用臨界比例帶法整定每個(gè)pid控制器對(duì)應(yīng)的參數(shù)；

s3.測(cè)量得到被控對(duì)象輸出和各子模型輸出；

s4.根據(jù)如下公式得到被控對(duì)象輸出與各子模型輸出的偏差：

ei(k)＝y(tǒng)i(k)-yp(k),i＝1,2,...m……(1)

公式(1)中：m為子模型個(gè)數(shù)，yi(k)為各子模型輸出，yp(k)為被控對(duì)象輸出；

s5.按如下公式求取各控制器權(quán)值wi：

公式(2)、(3)中：ji(k)為指標(biāo)函數(shù)，r>0為當(dāng)前時(shí)刻匹配誤差的權(quán)重，η>0為過(guò)去時(shí)刻匹配誤差權(quán)重，0<ρ<1為過(guò)去時(shí)刻誤差遺忘因子，l為所取歷史匹配誤差的時(shí)域長(zhǎng)度；

s6.將各控制器的控制量u1(k)～um(k)加權(quán)輸出得到全局控制量up(k)

s7.將全局控制量分別送入被控對(duì)象及子模型，進(jìn)行控制；

s8.返回s3。

進(jìn)一步的，s1中選取不同負(fù)荷的范圍覆蓋電廠正常運(yùn)行時(shí)所能達(dá)到的所有負(fù)荷值。

進(jìn)一步的，s2中主pid控制器的參數(shù)通過(guò)主pid控制器與其對(duì)應(yīng)的子模型串級(jí)的形式下確定。

本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明所述控制方法能夠在不同負(fù)荷下，在脫硝系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性變化的情況下均能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制效果，能夠使噴按量的變化及時(shí)的跟蹤出口nox濃度的變化，有效的減少scr出口nox濃度波動(dòng)，滿足環(huán)保要求。

2、本發(fā)明所述控制方法控制思路簡(jiǎn)單，在電廠dcs中易于實(shí)現(xiàn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所述控制方法的原理方框圖；

圖2是整定子模型pid參數(shù)的方框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1、2所示，所述控制方法應(yīng)用于包括scr脫硝系統(tǒng)、主pid控制器和副pid控制器的脫硝噴氨控制系統(tǒng)中，主pid控制器和副pid控制器采用串級(jí)連接的方式進(jìn)行控制，包括如下步驟：

s1.建立被控對(duì)象在不同負(fù)荷下的子模型：

將串級(jí)控制中的副回路連同scr脫硝系統(tǒng)一起作為被控對(duì)象，在不同負(fù)荷下分別辨識(shí)對(duì)象模型，將辨識(shí)出的m個(gè)模型作為m個(gè)子模型；

s2.針對(duì)m個(gè)子模型分別設(shè)計(jì)pid控制器：

針對(duì)建立好的m個(gè)子模型，分別設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的pid控制器并在simulink中運(yùn)用臨界比例帶法整定(整定是通過(guò)實(shí)驗(yàn)或仿真的方法得到最佳的pid參數(shù)，simulink是一個(gè)仿真軟件)每個(gè)pid控制器對(duì)應(yīng)的參數(shù)；

s3.測(cè)量得到被控對(duì)象輸出和各子模型輸出；

s4.根據(jù)如下公式得到被控對(duì)象輸出與各子模型輸出的偏差：

ei(k)＝y(tǒng)i(k)-yp(k),i＝1,2,...m……(1)

公式(1)中：m為子模型個(gè)數(shù)，yi(k)為各子模型輸出，yp(k)為被控對(duì)象輸出；

s5.按如下公式求取各控制器權(quán)值wi：

公式(2)、(3)中：ji(k)為指標(biāo)函數(shù)，r>0為當(dāng)前時(shí)刻匹配誤差的權(quán)重，η>0為過(guò)去時(shí)刻匹配誤差權(quán)重，0<ρ<1為過(guò)去時(shí)刻誤差遺忘因子，l為所取歷史匹配誤差的時(shí)域長(zhǎng)度；

s6.將各控制器的控制量u1(k)～um(k)加權(quán)輸出得到全局控制量up(k)

s7.將全局控制量分別送入被控對(duì)象及子模型，進(jìn)行控制；

s8.返回s3。

進(jìn)一步的，s1中選取不同負(fù)荷的范圍覆蓋電廠正常運(yùn)行時(shí)所能達(dá)到的所有負(fù)荷值。

進(jìn)一步的，s2中pid控制器的參數(shù)通過(guò)主pid控制器與其對(duì)應(yīng)的子模型串級(jí)的形式下確定，并能使控制取得良好效果。

在脫硝控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)不斷地進(jìn)行以上的循環(huán)，可以實(shí)時(shí)的比較被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性與子模型的接近程度，修改各控制器的權(quán)值，使各控制器加權(quán)后輸出的控制量能夠匹配當(dāng)前對(duì)象，實(shí)現(xiàn)在變負(fù)荷的情況下使全局控制器能夠?qū)崟r(shí)的輸出最優(yōu)的控制量，達(dá)到自適應(yīng)負(fù)荷變化的目的，使噴按量的變化及時(shí)的跟蹤出口nox濃度的變化，有效的減少脫硝系統(tǒng)出口nox濃度波動(dòng)，使nox濃度穩(wěn)定在環(huán)保部門要求的指標(biāo)內(nèi)。

本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的任何變形、改進(jìn)、替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。