一種反饋前饋控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種反饋前饋控制系統(tǒng)，用于火力發(fā)電廠，包括反饋控制器、依據(jù)預(yù)設(shè)的擾動(dòng)源模型傳遞函數(shù)以及反饋控制回路模型傳遞函數(shù)進(jìn)行控制的前饋控制器、用于依據(jù)預(yù)先辨識(shí)得到的典型工況模型來(lái)生成前饋控制器的各項(xiàng)控制參數(shù)的前饋增益自調(diào)度控制器及加權(quán)加法器；前饋增益自調(diào)度控制器的輸入端用于接收工況信號(hào)，其各個(gè)輸出端分別與前饋控制器相應(yīng)的參數(shù)控制端相連；前饋控制器的輸入端用于接收擾動(dòng)源發(fā)出的擾動(dòng)信號(hào)；加權(quán)加法器的第一輸入端與反饋控制器的輸出端相連，其第二輸入端與前饋控制器的輸出端相連，其輸出端與下一級(jí)控制回路或用于對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的執(zhí)行器相連。本發(fā)明更好地利用了擾動(dòng)源的動(dòng)態(tài)特性，能夠適應(yīng)復(fù)雜工況，控制效果好。
【專利說(shuō)明】
一種反饋前饋控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及火力發(fā)電電機(jī)組控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種反饋前饋控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在大型火力發(fā)電廠中的電機(jī)組控制過(guò)程中，由于汽溫加熱系統(tǒng)的蒸汽流程長(zhǎng)，導(dǎo) 致汽溫加熱系統(tǒng)有滯后時(shí)間大、非線性強(qiáng)、響應(yīng)速度緩慢、在大幅度變負(fù)荷易超溫等技術(shù)問(wèn) 題，并且影響主汽溫的擾動(dòng)因素很多（如機(jī)組負(fù)荷、燃燒擺角位置、吹灰、煤量煤質(zhì)的變化 等），這給汽溫調(diào)節(jié)帶來(lái)很多的困難。
[0003] 目前，火力發(fā)電廠中廣泛采用以主汽溫為主調(diào)、減溫水出口溫度為副調(diào)、機(jī)組負(fù) 荷、煤量、汽壓等的微分作為前饋的PID反饋-微分前饋的控制策略，雖然反饋+前饋的控制 方式能夠在一定程度上解決滯后時(shí)間大、非線性強(qiáng)、響應(yīng)速度緩慢等問(wèn)題，但這種前饋控制 策略只是取了相關(guān)外擾量的微分，并沒(méi)有很好利用外擾的動(dòng)態(tài)特性，在復(fù)雜工況下的控制 效果并不理想，需要運(yùn)行人員手動(dòng)干預(yù)。
[0004]因此，如何提供一種控制效果好的反饋前饋控制系統(tǒng)是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要 解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種反饋前饋控制系統(tǒng)，相比采用微分前饋的控制策略，能 夠更好地利用外部擾動(dòng)源的動(dòng)態(tài)特性，更能夠適應(yīng)復(fù)雜工況，在解決火力發(fā)電廠中發(fā)電機(jī) 組存在的滯后時(shí)間大、非線性強(qiáng)、響應(yīng)速度慢等問(wèn)題時(shí)的控制效果更好。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種反饋前饋控制系統(tǒng)，用于火力發(fā)電廠，包 括反饋控制器、依據(jù)預(yù)設(shè)的擾動(dòng)源模型傳遞函數(shù)以及反饋控制回路模型傳遞函數(shù)進(jìn)行控制 的前饋控制器、用于依據(jù)預(yù)先辨識(shí)得到的典型工況模型來(lái)生成所述前饋控制器的各項(xiàng)控制 參數(shù)的前饋增益自調(diào)度控制器以及加權(quán)加法器；
[0007] 所述前饋增益自調(diào)度控制器的輸入端用于接收工況信號(hào)，所述前饋增益自調(diào)度控 制器的各個(gè)輸出端分別與所述前饋控制器相應(yīng)的參數(shù)控制端相連；
[0008] 所述前饋控制器的輸入端用于接收擾動(dòng)源發(fā)出的擾動(dòng)信號(hào)；
[0009] 所述加權(quán)加法器的第一輸入端與所述反饋控制器的輸出端相連，所述加權(quán)加法器 的第二輸入端與所述前饋控制器的輸出端相連，所述加權(quán)加法器的輸出端作為所述反饋前 饋控制系統(tǒng)的輸出端與下一級(jí)控制回路或用于對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的執(zhí)行器相連。
[0010] 優(yōu)選地，所述反饋控制器具體包括：
[0011] PID控制器、比例參數(shù)自調(diào)度控制模塊、積分參數(shù)自調(diào)度控制模塊以及微分參數(shù)自 調(diào)度控制模塊；
[0012] 所述PID控制器的兩個(gè)輸入端分別為所述反饋控制器的被控量輸入端以及設(shè)定量 輸入端；
[0013] 所述比例參數(shù)自調(diào)度控制模塊用于接收所述工況信號(hào)，并依據(jù)所述工況信號(hào)生成 相應(yīng)的比例參數(shù);所述比例參數(shù)自調(diào)度控制模塊的輸出端與所述PID控制器的比例參數(shù)輸 入端相連；
[0014] 所述積分參數(shù)自調(diào)度控制模塊用于接收所述工況信號(hào)，并依據(jù)所述工況信號(hào)生成 相應(yīng)的積分參數(shù);所述積分參數(shù)自調(diào)度控制模塊的輸出端與所述PID控制器的積分參數(shù)輸 入端相連；
[0015] 所述微分參數(shù)自調(diào)度控制模塊用于接收所述工況信號(hào)，并依據(jù)所述工況信號(hào)生成 相應(yīng)的微分參數(shù);所述微分參數(shù)自調(diào)度控制模塊的輸出端與所述PID控制器的微分參數(shù)輸 入端相連。
[0016] 優(yōu)選地，所述前饋控制器包括：
[0017] 串聯(lián)在一起的前饋增益模塊、第一超前/滯后模塊、第二超前/滯后模塊、第一純延 時(shí)模塊、第三超前/滯后模塊、第四超前/滯后模塊以及第二純延時(shí)模塊;其中，所述前饋增 益模塊的輸出端作為所述前饋控制器的輸出端。
[0018] 優(yōu)選地，所述第二純延時(shí)模塊的輸入端為所述前饋控制器的輸入端，所述第二純 延時(shí)模塊的輸出端連接所述第四超前/滯后模塊的輸入端，所述第四超前/滯后模塊的輸出 端連接所述第三超前/滯后模塊的輸入端，所述第三超前/滯后模塊的輸出端連接所述第一 純延時(shí)模塊的輸入端，所述第一純延時(shí)模塊的輸出端連接所述第二超前/滯后模塊的輸入 端，所述第二超前/滯后模塊的輸出端連接所述第一超前/滯后模塊的輸入端，所述第一超 前/滯后模塊的輸出端連接所述前饋增益模塊的輸入端。
[0019] 優(yōu)選地，所述前饋增益自調(diào)度控制器包括：
[0020] 輸入端分別接收所述工況信號(hào)的前饋增益參數(shù)自調(diào)度模塊、第一超前參數(shù)自調(diào)度 模塊、第一滯后參數(shù)自調(diào)度模塊、第二超前參數(shù)自調(diào)度模塊、第二滯后參數(shù)自調(diào)度模塊、第 一純延時(shí)參數(shù)自調(diào)度模塊、第三超前參數(shù)自調(diào)度模塊、第三滯后參數(shù)自調(diào)度模塊、第四超前 參數(shù)自調(diào)度模塊、第四滯后參數(shù)自調(diào)度模塊以及第二純延時(shí)參數(shù)自調(diào)度模塊；
[0021] 所述前饋增益參數(shù)自調(diào)度模塊的輸出端連接所述前饋增益模塊的外置增益參數(shù) 輸入端;所述第一超前參數(shù)自調(diào)度模塊的輸出端連接所述第一超前/滯后模塊的外置超前 參數(shù)輸入端，所述第一滯后參數(shù)自調(diào)度模塊的輸出端連接所述第一超前/滯后模塊的外置 滯后參數(shù)輸入端;所述第二超前參數(shù)自調(diào)度模塊的輸出端連接所述第二超前/滯后模塊的 外置超前參數(shù)輸入端，所述第二滯后參數(shù)自調(diào)度模塊的輸出端連接第二超前/滯后模塊的 外置滯后參數(shù)輸入端;所述第一純延時(shí)參數(shù)自調(diào)度模塊的輸出端連接所述第一純延時(shí)參數(shù) 模塊的外置時(shí)延參數(shù)輸入端;所述第三超前參數(shù)自調(diào)度模塊的輸出端連接所述第三超前/ 滯后模塊的外置超前參數(shù)輸入端，所述第三滯后參數(shù)自調(diào)度模塊的輸出端連接所述第三超 前/滯后模塊的外置滯后參數(shù)輸入端;所述第四超前參數(shù)自調(diào)度模塊的輸出端連接所述第 四超前/滯后模塊的外置超前參數(shù)輸入端，所述第四滯后參數(shù)自調(diào)度模塊的輸出端連接所 述第四超前/滯后模塊的外置滯后參數(shù)輸入端;所述第二純延時(shí)參數(shù)自調(diào)度模塊的輸出端 連接所述第二純延時(shí)參數(shù)模塊的外置時(shí)延參數(shù)輸入端。
[0022] 優(yōu)選地，所述工況信號(hào)包括蒸汽流量或發(fā)電機(jī)功率。
[0023]優(yōu)選地，所述被控對(duì)象包括鍋爐汽溫、鍋爐主汽壓、pH值比值以及NOx含量中的任 一種。
[0024]本發(fā)明提供了一種反饋前饋控制系統(tǒng)，采用反饋控制與前饋控制相結(jié)合的方式進(jìn) 行控制，且本發(fā)明中的前饋控制器是依據(jù)預(yù)設(shè)的擾動(dòng)源模型傳遞函數(shù)以及反饋控制回路模 型傳遞函數(shù)進(jìn)行控制，擾動(dòng)源模型傳遞函數(shù)以及反饋控制回路模型傳遞函數(shù)中的控制參數(shù) 由前饋增益自調(diào)度控制器依據(jù)預(yù)先辨識(shí)得到的典型工況模型來(lái)生成;可見(jiàn)，相比現(xiàn)有技術(shù) 中采用微分前饋的控制策略，本發(fā)明更好地利用了外部擾動(dòng)源的動(dòng)態(tài)特性，更能夠適應(yīng)復(fù) 雜工況，在解決火力發(fā)電廠中發(fā)電機(jī)組存在的滯后時(shí)間大、非線性強(qiáng)、響應(yīng)速度慢等問(wèn)題時(shí) 的控制效果更好。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)現(xiàn)有技術(shù)和實(shí)施例中所 需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施 例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲 得其他的附圖。
[0026] 圖1為本發(fā)明提供的一種反饋前饋控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 其中，圖1中：
[0028] SP-設(shè)定量、PV1-被控量、AI -模擬量輸入信號(hào)采集模塊、0P1-工況信號(hào)、PV2- 擾動(dòng)信號(hào)。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 本發(fā)明的核心是提供一種反饋前饋控制系統(tǒng)，相比采用微分前饋的控制策略，能 夠更好地利用外部擾動(dòng)源的動(dòng)態(tài)特性，更能夠適應(yīng)復(fù)雜工況，在解決火力發(fā)電廠中發(fā)電機(jī) 組存在的滯后時(shí)間大、非線性強(qiáng)、響應(yīng)速度慢等問(wèn)題時(shí)的控制效果更好。
[0030] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0031] 本發(fā)明提供了一種反饋前饋控制系統(tǒng)，用于火力發(fā)電廠，參見(jiàn)圖1所示，圖1為本發(fā) 明提供的一種反饋前饋控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032] 該系統(tǒng)包括反饋控制器1、依據(jù)預(yù)設(shè)的擾動(dòng)源模型傳遞函數(shù)以及反饋控制回路模 型傳遞函數(shù)進(jìn)行控制的前饋控制器2、用于依據(jù)預(yù)先辨識(shí)得到的典型工況模型來(lái)生成前饋 控制器2的各項(xiàng)控制參數(shù)的前饋增益自調(diào)度控制器3以及加權(quán)加法器4;
[0033 ]前饋增益自調(diào)度控制器3的輸入端用于接收工況信號(hào)，前饋增益自調(diào)度控制器3的 各個(gè)輸出端分別與前饋控制器2相應(yīng)的參數(shù)控制端相連；
[0034] 前饋控制器2的輸入端用于接收擾動(dòng)源發(fā)出的擾動(dòng)信號(hào)；
[0035] 加權(quán)加法器4的第一輸入端與反饋控制器1的輸出端相連，加權(quán)加法器4的第二輸 入端與前饋控制器2的輸出端相連，加權(quán)加法器4的輸出端作為反饋前饋控制系統(tǒng)的輸出端 與下一級(jí)控制回路或用于對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的執(zhí)行器相連。
[0036] 可以理解的是，這里的加權(quán)加法器4用于對(duì)接收到的反饋控制器1發(fā)送的反饋控制 量以及前饋控制器2發(fā)送的前饋控制量進(jìn)行加權(quán)求和，并將加權(quán)求和后的結(jié)果作為總控制 量輸出。
[0037]其中，這里的反饋控制器1具體包括：
[0038] PID控制器11、比例參數(shù)自調(diào)度控制模塊12、積分參數(shù)自調(diào)度控制模塊13以及微分 參數(shù)自調(diào)度控制模塊14;
[0039] PID控制器11的兩個(gè)輸入端分別為反饋控制器1的被控量輸入端以及設(shè)定量輸入 端；
[0040] 比例參數(shù)自調(diào)度控制模塊12用于接收工況信號(hào)，并依據(jù)工況信號(hào)生成相應(yīng)的比例 參數(shù);比例參數(shù)自調(diào)度控制模塊12的輸出端與PID控制器11的比例參數(shù)輸入端相連；
[0041] 積分參數(shù)自調(diào)度控制模塊13用于接收工況信號(hào)，并依據(jù)工況信號(hào)生成相應(yīng)的積分 參數(shù);積分參數(shù)自調(diào)度控制模塊13的輸出端與PID控制器11的積分參數(shù)輸入端相連
[0042] 微分參數(shù)自調(diào)度控制模塊14用于接收工況信號(hào)，并依據(jù)工況信號(hào)生成相應(yīng)的微分 參數(shù);微分參數(shù)自調(diào)度控制模塊14的輸出端與PID控制器11的微分參數(shù)輸入端相連。
[0043]作為優(yōu)選地，前饋控制器2包括：
[0044] 串聯(lián)在一起的前饋增益模塊21、第一超前/滯后模塊22、第二超前/滯后模塊23、第 一純延時(shí)模塊24、第三超前/滯后模塊25、第四超前/滯后模塊26以及第二純延時(shí)模塊27;其 中，前饋增益模塊21的輸出端作為前饋控制器2的輸出端。
[0045] 可以理解的是，當(dāng)預(yù)先獲取的典型工況模型為二階模型時(shí)，第i個(gè)擾動(dòng)源模型傳遞 函數(shù)為：
[0046]
y
[0047] 第i個(gè)擾動(dòng)源模型傳遞函數(shù)的輸入為第i個(gè)擾動(dòng)源的控制量、第i個(gè)擾動(dòng)源模型傳 遞函數(shù)的輸出為擾動(dòng)引起的變化量；
[0048] 進(jìn)一步將該第i個(gè)擾動(dòng)源模型傳遞函數(shù)分解為如下幾部分：
[0049]
[0050]
[0051]
[0052]
[0053]其中，bDl為第i個(gè)擾動(dòng)源模型傳遞函數(shù)的超前參數(shù)，aDll為第i個(gè)擾動(dòng)源模型傳遞函 數(shù)的第1滯后參數(shù)，aDl2為第i個(gè)擾動(dòng)源模型傳遞函數(shù)的第2滯后參數(shù)，LDl為第i個(gè)擾動(dòng)源模型 傳遞函數(shù)的第一純時(shí)延參數(shù)，K Di為第i個(gè)擾動(dòng)源模型傳遞函數(shù)的增益參數(shù)。
[0054]反饋控制回路模型傳遞函數(shù)為：
[0055]
[0056] /入w ：j工ψ |」ρ . 17 μ。#1」，、為反饋控制回路的控制Μ，反饋控制回路1?型 傳遞函數(shù)的輸出為反饋控制的變化量，反饋控制回路模型傳遞函數(shù)的設(shè)定值為反饋控制的 設(shè)定值;同樣將其分解為如下幾部分：
[0057]
[0058]
[0059]
[0060] Pc4(s) =Kc (2d)
[0061] 其中，bc為反饋控制回路模型傳遞函數(shù)的超前參數(shù)，acl為反饋控制回路模型傳遞 函數(shù)的第1滯后參數(shù)，a C2為反饋控制回路模型傳遞函數(shù)的第2滯后參數(shù)，LC為反饋控制回路 模型傳遞函數(shù)的第一純時(shí)延參數(shù)，Kc為反饋控制回路模型傳遞函數(shù)的增益參數(shù)。
[0062] 前饋控制器2根據(jù)上述預(yù)設(shè)的擾動(dòng)源模型傳遞函數(shù)以及反饋控制回路模型傳遞函 數(shù)建立模型時(shí)，其中，（la)式對(duì)應(yīng)的參考模型由第一超前/滯后模塊22實(shí)現(xiàn)，（lb)式對(duì)應(yīng)的 參考模型由第二超前/滯后模塊23來(lái)實(shí)現(xiàn)，（lc)式對(duì)應(yīng)的參考模型由第一純延時(shí)模塊24來(lái) 實(shí)現(xiàn)；（2a)式對(duì)應(yīng)的參考模型由第三超前/滯后模塊25來(lái)實(shí)現(xiàn)、（2b)式對(duì)應(yīng)的參考模型由第 四超前/滯后模塊26來(lái)實(shí)現(xiàn)；（2c)式對(duì)應(yīng)的參考模型由第二純延時(shí)模塊27來(lái)實(shí)現(xiàn)；（Id)與 (2d)式對(duì)應(yīng)的參考模型由前饋增益模塊21來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0063] 當(dāng)然，具體采用幾階模型根據(jù)實(shí)際情況而定，本發(fā)明對(duì)此并不限定。
[0064] 進(jìn)一步可知，第二純延時(shí)模塊27的輸入端為前饋控制器2的輸入端，第二純延時(shí)模 塊27的輸出端連接第四超前/滯后模塊26的輸入端，第四超前/滯后模塊26的輸出端連接第 三超前/滯后模塊25的輸入端，第三超前/滯后模塊25的輸出端連接第一純延時(shí)模塊24的輸 入端，第一純延時(shí)模塊24的輸出端連接第二超前/滯后模塊23的輸入端，第二超前/滯后模 塊23的輸出端連接第一超前/滯后模塊22的輸入端，第一超前/滯后模塊22的輸出端連接前 饋增益模塊21的輸入端。
[0065] 當(dāng)然，以上僅為優(yōu)選方案，上述模塊的具體串聯(lián)順序本發(fā)明并不限定。
[0066] 作為優(yōu)選地，前饋增益自調(diào)度控制器3包括：
[0067] 輸入端分別接收工況信號(hào)的前饋增益參數(shù)自調(diào)度模塊31、第一超前參數(shù)自調(diào)度模 塊32、第一滯后參數(shù)自調(diào)度模塊33、第二超前參數(shù)自調(diào)度模塊34、第二滯后參數(shù)自調(diào)度模塊 35、第一純延時(shí)參數(shù)自調(diào)度模塊36、第三超前參數(shù)自調(diào)度模塊37、第三滯后參數(shù)自調(diào)度模塊 38、第四超前參數(shù)自調(diào)度模塊39、第四滯后參數(shù)自調(diào)度模塊40以及第二純延時(shí)參數(shù)自調(diào)度 豐旲塊41;
[0068] 前饋增益參數(shù)自調(diào)度模塊31的輸出端連接前饋增益模塊21的外置增益參數(shù)輸入 端;第一超前參數(shù)自調(diào)度模塊32的輸出端連接第一超前/滯后模塊22的外置超前參數(shù)輸入 端，第一滯后參數(shù)自調(diào)度模塊33的輸出端連接第一超前/滯后模塊22的外置滯后參數(shù)輸入 端;第二超前參數(shù)自調(diào)度模塊34的輸出端連接第二超前/滯后模塊23的外置超前參數(shù)輸入 端，第二滯后參數(shù)自調(diào)度模塊35的輸出端連接第二超前/滯后模塊23的外置滯后參數(shù)輸入 端；第一純延時(shí)參數(shù)自調(diào)度模塊36的輸出端連接第一純延時(shí)模塊24的外置時(shí)延參數(shù)輸入 端;第三超前參數(shù)自調(diào)度模塊37的輸出端連接第三超前/滯后模塊25的外置超前參數(shù)輸入 端，第三滯后參數(shù)自調(diào)度模塊38的輸出端連接第三超前/滯后模塊25的外置滯后參數(shù)輸入 端;第四超前參數(shù)自調(diào)度模塊39的輸出端連接第四超前/滯后模塊26的外置超前參數(shù)輸入 端，第四滯后參數(shù)自調(diào)度模塊40的輸出端連接第四超前/滯后模塊26的外置滯后參數(shù)輸入 端；第二純延時(shí)參數(shù)自調(diào)度模塊41的輸出端連接第二純延時(shí)模塊27的外置時(shí)延參數(shù)輸入 端。
[0069] 其中，上述前饋增益自調(diào)度控制器3是依據(jù)當(dāng)前運(yùn)行的工況模型偏離預(yù)先辨識(shí)到 的各典型工況模型的程度，采用智能推理規(guī)則(例如Takagi-Sugeno-Kang型智能推理方法） 推算出當(dāng)前工況下的各項(xiàng)控制參數(shù)。
[0070] 以二階模型為例，若當(dāng)前工況處于兩個(gè)相鄰典型工況模型之間（且包括處于該相 鄰典型工況模型內(nèi)的情況)時(shí)，假設(shè)上述相鄰典型工況模型分別為工況模型k及工況模型k-1，當(dāng)前工況模型下前饋增益自調(diào)度控制器3依據(jù)如下關(guān)系式獲得前饋控制器2的各項(xiàng)參數(shù)：
[0071]
[0072]
[0073]
[0074]
[0075]
[0076]
[0077]
[0078]
[0079]
[0080]
[0081 ]其中，KDik、bDik、aDiik、aDi2k、LDi k、Kck、bck、acik、ac2k、Lc k分別為 KDi、bDi、aDii、aDi2、LDi、 1(。、13。、&。1、&。2、1^在工況模型1<：條件下的值;1(〇^1、匕0^ 1、&〇21、&0121{1、1^^1、1((^ 1、13(^1、已。產(chǎn) \ac2k工、!^ 1分別為^、匕01、&011、&0土2、1^、1(。、13。、&。1、&。2、1^在工況模型1<-1條件下的值，由于 預(yù)先辨識(shí)得到的典型工況模型內(nèi)的參數(shù)值已知，故上述均為已知值;//U?)為模糊算子。
[0082] 另外，當(dāng)控制回路特性較為簡(jiǎn)單時(shí)，可采用一階模型進(jìn)行控制，進(jìn)而可以相應(yīng)地減 少前饋控制器2中的超前/滯后模塊及純延時(shí)模塊的個(gè)數(shù)。隨之前饋增益自調(diào)度控制器3中 的超前參數(shù)自調(diào)度模塊、滯后參數(shù)自調(diào)度模塊、純延時(shí)參數(shù)自調(diào)度模塊的個(gè)數(shù)也相應(yīng)的減 少。
[0083] 其中，工況信號(hào)包括蒸汽流量或發(fā)電機(jī)功率。具體選擇哪種參數(shù)作為工況信號(hào)視 具體情況而定，本發(fā)明不作限定。
[0084]另外，本發(fā)明中的被控對(duì)象包括鍋爐汽溫、鍋爐主汽壓、pH值比值以及NOx含量中 的任一種。
[0085]本發(fā)明提供了一種反饋前饋控制系統(tǒng)，采用反饋控制與前饋控制相結(jié)合的方式進(jìn) 行控制，且本發(fā)明中的前饋控制器是依據(jù)預(yù)設(shè)的擾動(dòng)源模型傳遞函數(shù)以及反饋控制回路模 型傳遞函數(shù)進(jìn)行控制，擾動(dòng)源模型傳遞函數(shù)以及反饋控制回路模型傳遞函數(shù)中的控制參數(shù) 由前饋增益自調(diào)度控制器依據(jù)預(yù)先辨識(shí)得到的典型工況模型來(lái)生成;可見(jiàn)，相比現(xiàn)有技術(shù) 中采用微分前饋的控制策略，本發(fā)明更好地利用了外部擾動(dòng)源的動(dòng)態(tài)特性，更能夠適應(yīng)復(fù) 雜工況，在解決火力發(fā)電廠中發(fā)電機(jī)組存在的滯后時(shí)間大、非線性強(qiáng)、響應(yīng)速度慢等問(wèn)題時(shí) 的控制效果更好。
[0086] 需要說(shuō)明的是，在本說(shuō)明書中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一 個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之 間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)"包括"、"包含"或者其任何其他變體意在 涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些 要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè) 備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句"包括一個(gè)……"限定的要素，并不排除 在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0087] 對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其他實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明 將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一 致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種反饋前饋控制系統(tǒng)，用于火力發(fā)電廠，其特征在于，包括反饋控制器、依據(jù)預(yù)設(shè) 的擾動(dòng)源模型傳遞函數(shù)以及反饋控制回路模型傳遞函數(shù)進(jìn)行控制的前饋控制器、用于依據(jù) 預(yù)先辨識(shí)得到的典型工況模型來(lái)生成所述前饋控制器的各項(xiàng)控制參數(shù)的前饋增益自調(diào)度 控制器以及加權(quán)加法器； 所述前饋增益自調(diào)度控制器的輸入端用于接收工況信號(hào)，所述前饋增益自調(diào)度控制器 的各個(gè)輸出端分別與所述前饋控制器相應(yīng)的參數(shù)控制端相連； 所述前饋控制器的輸入端用于接收擾動(dòng)源發(fā)出的擾動(dòng)信號(hào)； 所述加權(quán)加法器的第一輸入端與所述反饋控制器的輸出端相連，所述加權(quán)加法器的第 二輸入端與所述前饋控制器的輸出端相連，所述加權(quán)加法器的輸出端作為所述反饋前饋控 制系統(tǒng)的輸出端與下一級(jí)控制回路或用于對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的執(zhí)行器相連。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述反饋控制器具體包括： PID控制器、比例參數(shù)自調(diào)度控制模塊、積分參數(shù)自調(diào)度控制模塊以及微分參數(shù)自調(diào)度 控制模塊； 所述PID控制器的兩個(gè)輸入端分別為所述反饋控制器的被控量輸入端以及設(shè)定量輸入 端； 所述比例參數(shù)自調(diào)度控制模塊用于接收所述工況信號(hào)，并依據(jù)所述工況信號(hào)生成相應(yīng) 的比例參數(shù);所述比例參數(shù)自調(diào)度控制模塊的輸出端與所述PID控制器的比例參數(shù)輸入端 相連； 所述積分參數(shù)自調(diào)度控制模塊用于接收所述工況信號(hào)，并依據(jù)所述工況信號(hào)生成相應(yīng) 的積分參數(shù);所述積分參數(shù)自調(diào)度控制模塊的輸出端與所述PID控制器的積分參數(shù)輸入端 相連； 所述微分參數(shù)自調(diào)度控制模塊用于接收所述工況信號(hào)，并依據(jù)所述工況信號(hào)生成相應(yīng) 的微分參數(shù);所述微分參數(shù)自調(diào)度控制模塊的輸出端與所述PID控制器的微分參數(shù)輸入端 相連。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述前饋控制器包括： 串聯(lián)在一起的前饋增益模塊、第一超前/滯后模塊、第二超前/滯后模塊、第一純延時(shí)模 塊、第三超前/滯后模塊、第四超前/滯后模塊以及第二純延時(shí)模塊;其中，所述前饋增益模 塊的輸出端作為所述前饋控制器的輸出端。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二純延時(shí)模塊的輸入端為所述前饋 控制器的輸入端，所述第二純延時(shí)模塊的輸出端連接所述第四超前/滯后模塊的輸入端，所 述第四超前/滯后模塊的輸出端連接所述第三超前/滯后模塊的輸入端，所述第三超前/滯 后模塊的輸出端連接所述第一純延時(shí)模塊的輸入端，所述第一純延時(shí)模塊的輸出端連接所 述第二超前/滯后模塊的輸入端，所述第二超前/滯后模塊的輸出端連接所述第一超前/滯 后模塊的輸入端，所述第一超前/滯后模塊的輸出端連接所述前饋增益模塊的輸入端。5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述前饋增益自調(diào)度控制器包括： 輸入端分別接收所述工況信號(hào)的前饋增益參數(shù)自調(diào)度模塊、第一超前參數(shù)自調(diào)度模 塊、第一滯后參數(shù)自調(diào)度模塊、第二超前參數(shù)自調(diào)度模塊、第二滯后參數(shù)自調(diào)度模塊、第一 純延時(shí)參數(shù)自調(diào)度模塊、第三超前參數(shù)自調(diào)度模塊、第三滯后參數(shù)自調(diào)度模塊、第四超前參 數(shù)自調(diào)度模塊、第四滯后參數(shù)自調(diào)度模塊以及第二純延時(shí)參數(shù)自調(diào)度模塊； 所述前饋增益參數(shù)自調(diào)度模塊的輸出端連接所述前饋增益模塊的外置增益參數(shù)輸入 端;所述第一超前參數(shù)自調(diào)度模塊的輸出端連接所述第一超前/滯后模塊的外置超前參數(shù) 輸入端，所述第一滯后參數(shù)自調(diào)度模塊的輸出端連接所述第一超前/滯后模塊的外置滯后 參數(shù)輸入端;所述第二超前參數(shù)自調(diào)度模塊的輸出端連接所述第二超前/滯后模塊的外置 超前參數(shù)輸入端，所述第二滯后參數(shù)自調(diào)度模塊的輸出端連接第二超前/滯后模塊的外置 滯后參數(shù)輸入端;所述第一純延時(shí)參數(shù)自調(diào)度模塊的輸出端連接所述第一純延時(shí)參數(shù)模塊 的外置時(shí)延參數(shù)輸入端;所述第三超前參數(shù)自調(diào)度模塊的輸出端連接所述第三超前/滯后 模塊的外置超前參數(shù)輸入端，所述第三滯后參數(shù)自調(diào)度模塊的輸出端連接所述第三超前/ 滯后模塊的外置滯后參數(shù)輸入端;所述第四超前參數(shù)自調(diào)度模塊的輸出端連接所述第四超 前/滯后模塊的外置超前參數(shù)輸入端，所述第四滯后參數(shù)自調(diào)度模塊的輸出端連接所述第 四超前/滯后模塊的外置滯后參數(shù)輸入端;所述第二純延時(shí)參數(shù)自調(diào)度模塊的輸出端連接 所述第二純延時(shí)參數(shù)模塊的外置時(shí)延參數(shù)輸入端。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述工況信號(hào)包括蒸汽流量或發(fā) 電機(jī)功率。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述被控對(duì)象包括鍋爐汽溫、鍋 爐主汽壓、pH值比值以及NOx含量中的任一種。
【文檔編號(hào)】G05B13/04GK105974800SQ201610596951
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年7月26日
【發(fā)明人】李曉楓, 王亞剛
【申請(qǐng)人】廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院