[发明专利]基于多模型预测控制的超临界机组协调控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业过程控制技术领域，特别是涉及基于多模型预测控制的超临界机组协调控制方法。 

背景技术

电厂热工系统的自动控制一直是控制界研究的热点问题之一，随着社会经济的飞速发展，生产系统的工况条件日益复杂，要求日益提高，控制系统往往呈现出多变量、强耦合、工况范围广、控制性能综合性要求高等特点，使这一问题的研究变得更加复杂。在日常生活中解决复杂问题，人们常常不自觉地运用分解合成法则，即一个复杂大问题可以分解为一组简单小问题，将各小问题进行某种合成推得原问题的解。对于复杂系统的控制问题，上述法则同样具有借鉴性，将复杂非线性问题分解为若干简单的线性问题，继而针对各线性问题进行求解以获得良好的建模与控制效果，这就出现了多模型控制策略，早在1969年就有人提出通过将几个模型相加来提高模型的预测精度和鲁棒性的方法，现在人们已普遍认为将几个模型结合起来是可能获得较好预测结果的一种简单有效的办法，基于多模型建模方法也层出不穷，如T-S模糊多模型、局部模型网络、门限自回归等等。多模型控制器70年代被提出，主要用于解决具有参数不确定性系统的控制问题，即对被控对象建立多个模型，覆盖其参数不确定性，利用输出误差求取权值，然后通过加权求和的方式求取控制器。 

在传统技术当中，对于火电厂锅炉传统协调控制，大多采用MPC（Model Predictive Control，模型预测控制）技术，但实际应用的控制效果并不理想。火电机组在负荷变化要将锅炉与汽轮机由一个稳态控制到另一个稳态，现有成熟的MPC技术多采用线性模型，以及非线性过程建模与控制均不能适应负荷的大幅变化，常出现负荷和压力偏差较大的情况，在实际过程控制的应用非常困难。 

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种基于多模型预测控制的超临界机组协调控制方法，能够将多模型预测控制方法用于超超临界机组的协调控制，取得快速平稳的控制效果。 

一种基于多模型预测控制的超临界机组协调控制方法，包括： 

根据超临界机组的非线性工况响应，设置预设数个局部预测模型； 

通过模型识别方法，选取负荷参数作为控制变量，通过插值公式获取各个局部预测模型的输出增量； 

在每个控制周期中，通过DMC预测控制算法将所述各个局部预测模型的输出增量进行叠加，获取实际输出增量对前馈通道进行校正。 

实施本发明，具有如下有益效果： 

本发明将多模型与预测控制结合，解决超超临界火电机组协调控制问题。多模型预测控制（MMPC）是非线性预测控制的一种基本形式，采用多个线性化的局部模型来描述同一个非线性对象。MMPC控制针对局部模型设计控制器，并采用插值法进行模型切换。确定了控制用模型的合理个数和划分方法，提出了预测控制用控制变量、过程变量和扰动变量的选取方法及多模型预测控制在协调控制系统中实施的具体方案。本发明具有先进性，实用性强，鲁棒性好。该发明控制效果快速平稳，能够取得理想的控制效果。 

附图说明

图1为本发明基于多模型预测控制的超临界机组协调控制方法的流程图； 

图2为本发明输入输出的阶跃响应的示意图； 

图3为本发明不同负荷段多模型切换原理的示意图； 

图4为本发明基于多模型预测控制的超临界机组协调控制方法的实施例示意图。 

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。