一種火力發(fā)電系統(tǒng)的控制器的設計方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種火力發(fā)電系統(tǒng)的控制器的設計方法和裝置。在系統(tǒng)的數(shù)學模型已知為一階慣性微分時滯模型的情況下，該方法通過對辨識對象添加一個階躍信號，然后對階躍響應數(shù)據(jù)進行最小二乘法辨識模型參數(shù)，根據(jù)已辨識出的模型設計控制器。本發(fā)明能在不需要任何時滯和靜態(tài)增益等先驗信息的情況下，根據(jù)時域分析得到的精確解析表達式精確計算出三個待辨識參數(shù)，進而辨識出系統(tǒng)模型，為設計PID控制器提供基礎。本發(fā)明可以簡單快速地獲取火力發(fā)電系統(tǒng)對象的模型，從而可以更好的對控制對象實施有效的控制，抗干擾性強，使用簡單，實用性強。
【專利說明】一種火力發(fā)電系統(tǒng)的控制器的設計方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)過程控制【技術領域】，尤其涉及一種火力發(fā)電系統(tǒng)的控制器的設計方法和裝置。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)代工業(yè)中，PID控制器應用十分廣泛，基于模型設計的PID控制器便是其中的一類。模型辨識是現(xiàn)代控制理論的一個重要分支，其發(fā)展起源于二十世紀60年代興起。模型辨識的基本方法主要包括脈沖響應、繼電反饋、最小二乘法、極大似然法等。辨識模型主要包括一階時滯模型、二階時滯模型等等。其中最小二乘法由于其具有良好的抗干擾能力和理想的參數(shù)估計能力而成為使用非常廣泛的一種方法。其中典型的有Q.B1、ff.J.Cai和 E.L.Lee 等 1999 年在文章 Robust Identification of First-order Plus Dead-timeModel from step response (Control Engineering Practice, 1999，7，pp.71-77)中提出的使用基于輔助變量的最小二乘法來辨識一階時滯模型，Q.G.Wang和Y.Zhang2001年在文章Robust identification of continuous systems with dead-time from step responses(Automatica, 2001，37，pp.377-390)中通過最小二乘法來辨識二階時滯模型。
[0003]在火力發(fā)電系統(tǒng)中，從汽機調門開度到機組輸出功率通道的模型在機理上是一階慣性微分時滯模型，其傳遞函數(shù)模型G(S)可以表示為:
[0004]
【權利要求】
1.一種火力發(fā)電系統(tǒng)的控制器的設計方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 采用一階慣性微分時滯模型作為從汽機調門開度到機組輸出功率通道的模型，其傳遞函數(shù)模型G(S)
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述辨識所述參數(shù)K、T和L的步驟進一步包括: 對y(t)時間積分，通過對結果方程組的多項式變換，獲得關于靜態(tài)增益K與慣性因子T的乘積KT以及慣性因子T的第一線性方程組，利用經典的最小二乘法求得向量Θ =[ΚΤ, Τ]τ的估計值，從而獲得靜態(tài)增益K、慣性因子T的值； 對ty(t)時間積分，通過對結果方程組的多項式變換以及所述第一線性方程組的聯(lián)立，獲得關于慣性因子T、慣性因子T的平方T2以及KT(T+L)的第二線性方程組，利用經典的最小二乘法求得向量I = [T，T2，KT(T+L)]t的估計值，從而通過向量I的第三個元素獲得時滯L的值。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述階躍指令將汽機調門開度增大5%。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法通過組態(tài)軟件將yC)和t存儲至存儲單元RAM中。
5.一種火力發(fā)電系統(tǒng)的控制器的設計裝置，其特征在于，所述系統(tǒng)采用一階慣性微分時滯模型作為從汽機調門開度到機組輸出功率通道的模型，其傳遞函數(shù)模型G(S)
6.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述辨識模塊，進一步用于:對y(t)時間積分，通過對結果方程組的多項式變換，獲得關于靜態(tài)增益K與慣性因子T的乘積KT以及慣性因子T的第一線性方程組，利用經典的最小二乘法求得向量θ =[ΚΤ, Τ]τ的估計值，從而獲得靜態(tài)增益K、慣性因子T的值； 對ty(t)時間積分，通過對結果方程組的多項式變換以及所述第一線性方程組的聯(lián)立，獲得關于慣性因子T、慣性因子T的平方T2以及KT(T+L)的第二線性方程組，利用經典的最小二乘法求得向量1=[T，T2, KT (T+L) ]τ的估計值，從而通過向量I的第三個元素獲得時滯L的值。
7.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述階躍指令將汽機調門開度增大5%。
8.根據(jù)權利 要求5所述的裝置，其特征在于，所述裝置通過組態(tài)軟件將y(t)和t存儲至存儲單元RAM中。
【文檔編號】G05B11/42GK103744286SQ201310754646
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權日:2013年12月31日
【發(fā)明者】潘鳳萍, 張衛(wèi)東, 張曦, 陳世和, 史玲玲, 龐志強 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學研究院, 上海交通大學