本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種火力發(fā)電系統(tǒng)的控制器的設(shè)計方法和裝置。在系統(tǒng)的數(shù)學(xué)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(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行最小二乘法辨識模型參數(shù)，根據(jù)已辨識出的模型設(shè)計控制器。本發(fā)明專利技術(shù)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(dá)式精確計算出三個待辨識參數(shù)，進(jìn)而辨識出系統(tǒng)模型，為設(shè)計PID控制器提供基礎(chǔ)。本發(fā)明專利技術(shù)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(qiáng)，使用簡單，實用性強(qiáng)。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術(shù)公開了一種火力發(fā)電系統(tǒng)的控制器的設(shè)計方法和裝置。在系統(tǒng)的數(shù)學(xué)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(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行最小二乘法辨識模型參數(shù)，根據(jù)已辨識出的模型設(shè)計控制器。本專利技術(shù)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(dá)式精確計算出三個待辨識參數(shù)，進(jìn)而辨識出系統(tǒng)模型，為設(shè)計PID控制器提供基礎(chǔ)。本專利技術(shù)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(qiáng)，使用簡單，實用性強(qiáng)。【專利說明】一種火力發(fā)電系統(tǒng)的控制器的設(shè)計方法和裝置
本專利技術(shù)涉及工業(yè)過程控制
，尤其涉及一種火力發(fā)電系統(tǒng)的控制器的設(shè)計方法和裝置。
技術(shù)介紹
現(xiàn)代工業(yè)中，PID控制器應(yīng)用十分廣泛，基于模型設(shè)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(jì)60年代興起。模型辨識的基本方法主要包括脈沖響應(yīng)、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。在火力發(fā)電系統(tǒng)中，從汽機(jī)調(diào)門開度到機(jī)組輸出功率通道的模型在機(jī)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:【權(quán)利要求】1.一種火力發(fā)電系統(tǒng)的控制器的設(shè)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(jī)調(diào)門開度到機(jī)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(quán)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(jìn)一步包括: 對y(t)時間積分，通過對結(jié)果方程組的多項式變換，獲得關(guān)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(jīng)典的最小二乘法求得向量Θ =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(jié)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(guān)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(jīng)典的最小二乘法求得向量I = 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(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述階躍指令將汽機(jī)調(diào)門開度增大5%。4.根據(jù)權(quán)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(shè)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(jī)調(diào)門開度到機(jī)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(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述辨識模塊，進(jìn)一步用于:對y(t)時間積分，通過對結(jié)果方程組的多項式變換，獲得關(guān)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(jīng)典的最小二乘法求得向量θ =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(jié)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(guān)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(jīng)典的最小二乘法求得向量1=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(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述階躍指令將汽機(jī)調(diào)門開度增大5%。8.根據(jù)權(quán)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(quán)日:2013年12月31日 【專利技術(shù)者】潘鳳萍, 張衛(wèi)東, 張曦, 陳世和, 史玲玲, 龐志強(qiáng) 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院, 上海交通大學(xué)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種火力發(fā)電系統(tǒng)的控制器的設(shè)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(jī)調(diào)門開度到機(jī)組輸出功率通道的模型，其傳遞函數(shù)模型G(s)?其中，e是自然常數(shù)，K、T和L為待辨識的參數(shù)，K是靜態(tài)增益，T是慣性因子，L是時滯；?上位機(jī)輸出階躍指令，獲取輸出功率數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包括實時的階躍響應(yīng)數(shù)據(jù)y(t)和對應(yīng)的時間t；?上位機(jī)中的辨識模塊根據(jù)y(t)和t按照預(yù)設(shè)的最小二乘法算法辨識出所述靜態(tài)增益K、慣性因子T和時滯L；?將靜態(tài)增益K、慣性因子T和時滯L代人傳遞函數(shù)態(tài)G(s)D_Dd
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：潘鳳萍，張衛(wèi)東，張曦，陳世和，史玲玲，龐志強(qiáng)，
申請(專利權(quán))人：廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院，上海交通大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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