一种中间再热燃油机组最优控制参数整定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种中间再热燃油机组最优控制参数整定方法及装置，以H2最优控制方法为基础，运用控制器参数和系统性能与鲁棒性之间的规律，通过系统上升时间和滤波器参数之间满足的线性方程、计算负载变化后机炉燃油系统维持稳定的滤波器参数的最大值得出滤波器参数的区间，然后查表找到满足汽车侧超调量和锅炉侧超调量要求的滤波器参数值，解决了现有的通过代数运算求取低通滤波器的参数的方法需要经过繁杂的计算、实用性低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃油机参数整定领域，尤其涉及一种中间再热燃油机组最优控制参数整定方法及装置。
技术介绍
单元机组的机炉协调系统是一个多变量、强耦合、非线性的复杂系统，在运行的过程中，机炉系统会受到外界电网负荷变化，炉内压力变化等诸多因素的干扰，给控制系统设计提出了严峻挑战。其中，中间再热燃油机组机炉协调系统的动态数学模型(一般为满负荷下的传递函数模型)可简化为一个双输入双输出的系统，主要通过汽机负荷指令μ和锅炉负荷指令B分别对机组的实发功率N和主汽机压力PT进行协调控制。对此，专著ZhangW.QuantitativeProcessControlTheory[M].BocaRaton:CRCPress,2012中提出了H2最优控制方法为基础，H2最优控制的关键一环是引入了低通滤波器，使系统降低了对参数变化的敏感性，即系统的负荷发生变化时，其控制品质不会发生大的改变，而由于系统自身负载的变化，我们很难确定一个固定的模型参数，所以运用H2最优控制方法的关键是控制器参数整定问题。现有的H2最优控制的控制器参数整定方法是通过代数运算求取低通滤波器的参数。然而，现有的通过代数运算求取低通滤波器的参数的方法需要经过繁杂的计算，实用性低。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种中间再热燃油机组最优控制参数整定方法及装置，以H2最优控制方法为基础，运用控制器参数和系统性能与鲁棒性之间的规律，通过系统上升时间和滤波器参数之间满足的线性方程、计算负载变化后机炉燃油系统维持稳定的滤波器参数的最大值得出滤波器参数的区间，然后查表找到满足汽车侧超调量和锅炉侧超调量要求的滤波器参数值，解决了现有H2最优控制的控制器参数整定方法需要经过繁杂的计算、实用性低的技术问题。本专利技术实施例提供的一种中间再热燃油机组最优控制参数整定方法，包括：通过计算预置的最终控制器的滤波器参数的最大值λmax；通过二分查找算法计算满足负载变化后机炉燃油系统在预置的最终控制器的控制下可以保持稳定的滤波器参数的最大值λmin；通过查表在(λmin,λmax)区间内找到满足汽车侧超调量和锅炉侧超调量要求的滤波器参数值λ。可选地，在通过计算预置的最终控制器的滤波器参数的最大值λmax之前还包括：建立用来控制机炉燃油系统的最终控制器。可选地，建立用来控制中间再热燃油机组的最终控制器具体包括：根据H2最优化控制方法设计出用来控制机炉燃油系统的最优控制器Qopt(s)；通过引入低通滤波器将最优控制器Qopt(s)转化成最终控制器C(s)＝Q(s)[I-G(s)Q(s)]-1。可选地，通过二分查找算法计算满足负载变化后机炉燃油系统在预置的最终控制器的控制下可以保持稳定的滤波器参数的最大值λmin具体为：设定左边界λR＝λmax、右边界和设置可信域a；对负载变化后机炉燃油系统在预置的最终控制器的控制下的稳定情况进行循环判定，若λ＝λl时机炉燃油系统稳定则初始化λR＝λl，否则初始化λl＝λl，直到λR-λl≤a时，停止循环,并输出λmin＝λR。可选地，根据H2最优化控制方法设计出用来控制机炉燃油系统的最优控制器Qopt(s)具体包括：根据H2最优化控制方法设计出用来控制机炉燃油系统的初始控制器F(s)；对所述初始控制器F(s)的阶数进行判断，若阶数不小于五阶，则对sF(s)作三阶麦克劳林展开并将结果升序排列后取前3项的系数分别作为I、P、D参数得出对应的PID控制器，然后将所述PID控制器作为最优控制器Qopt(s)；若阶数小于五阶，则将所述初始控制器F(s)作为最优控制器Qopt(s)。本专利技术实施例提供的一种中间再热燃油机组最优控制参数整定装置，包括：第一最大值计算模块，用于通过计算预置的最终控制器的滤波器参数的最大值λmax；第二最大值计算模块，用于通过二分查找算法计算满足负载变化后机炉燃油系统在预置的最终控制器的控制下可以保持稳定的滤波器参数的最大值λmin；滤波器参数值计算模块，用于通过查表在(λmin,λmax)区间内找到满足汽车侧超调量和锅炉侧超调量要求的滤波器参数值λ。可选地，所述中间再热燃油机组最优控制参数整定装置还包括：最终控制器建立模块，用于建立用来控制机炉燃油系统的最终控制器。可选地，所述最终控制器建立模块包括最优控制器建立单元和转化单元；所述最优控制器建立单元，用于根据H2最优化控制方法设计出用来控制机炉燃油系统的最优控制器Qopt(s)；所述转化单元，用于通过引入低通滤波器将最优控制器Qopt(s)转化成最终控制器C(s)＝Q(s)[I-G(s)Q(s)]-1。可选地，所述第二最大值计算模块包括参数设定单元和循环计算单元；所述参数设定单元，用于设定左边界λR＝λmax、右边界和设置可信域a；所述循环计算单元，用于对负载变化后机炉燃油系统在预置的最终控制器的控制下的稳定情况进行循环判定，若λ＝λl时机炉燃油系统稳定则初始化λR＝λl，否则初始化λl＝λl，直到λR-λl≤a时，停止循环,并输出λmin＝λR。可选地，所述最优控制器建立单元包括初始控制器建立子单元和控制器降阶子单元；所述初始控制器建立子单元，根据H2最优化控制方法设计出用来控制机炉燃油系统的初始控制器F(s)；所述控制器降阶子单元，用于对所述初始控制器F(s)的阶数进行判断，若阶数不小于五阶，则对sF(s)作三阶麦克劳林展开并将结果升序排列后取前3项的系数分别作为I、P、D参数得出对应的PID控制器，然后将所述PID控制器作为最优控制器Qopt(s)；若阶数小于五阶，则将所述初始控制器F(s)作为最优控制器Qopt(s)。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：以H2最优控制方法为基础，运用控制器参数和系统性能与鲁棒性之间的规律，通过系统上升时间和滤波器参数之间满足的线性方程、计算负载变化后机炉燃油系统维持稳定的滤波器参数的最大值得出滤波器参数的区间，然后查表找到满足汽车侧超调量和锅炉侧超调量要求的滤波器参数值，解决了现有的通过代数运算求取低通滤波器的参数的方法需要经过繁杂的计算、实用性低的技术问题，在满足控制要求的情况下降低系统对建模误差和非线性的敏感性，优化系统的鲁棒性，同时具有普适性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种中间再热燃油机组最优控制参数整定方法的一个实施例的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种中间再热燃油机组最优控制参数整定方法的另一个实施例的流程示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种中间再热燃油机组最优控制参数整定装置的一个实施例的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种中间再热燃油机组最优控制参数整定装置的另一个实施例的结构示意图。具体实施方式本专利技术实施例提供了一种中间再热燃油机组最优控制参数整定方法及装置，以H2最优控制方法为基础，运用控制器参数和系统性能与鲁棒性之间的规律，通过系统上升时间和滤波器参数之间满足的线性方程、计算负载变化后机炉燃油系统维持稳定的滤波器参数的最大值得出滤波器参数的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中间再热燃油机组最优控制参数整定方法，其特征在于，包括：通过计算预置的最终控制器的滤波器参数的最大值λmax；通过二分查找算法计算满足负载变化后机炉燃油系统在预置的最终控制器的控制下可以保持稳定的滤波器参数的最大值λmin；通过查表在(λmin,λmax)区间内找到满足汽车侧超调量和锅炉侧超调量要求的滤波器参数值λ。

【技术特征摘要】
1.一种中间再热燃油机组最优控制参数整定方法，其特征在于，包括：通过计算预置的最终控制器的滤波器参数的最大值λmax；通过二分查找算法计算满足负载变化后机炉燃油系统在预置的最终控制器的控制下可以保持稳定的滤波器参数的最大值λmin；通过查表在(λmin,λmax)区间内找到满足汽车侧超调量和锅炉侧超调量要求的滤波器参数值λ。2.根据权利要求1所述的中间再热燃油机组最优控制参数整定方法，其特征在于，在通过计算预置的最终控制器的滤波器参数的最大值λmax之前还包括：建立用来控制机炉燃油系统的最终控制器。3.根据权利要求2所述的中间再热燃油机组最优控制参数整定方法，其特征在于，建立用来控制中间再热燃油机组的最终控制器具体包括：根据H2最优化控制方法设计出用来控制机炉燃油系统的最优控制器Qopt(s)；通过引入低通滤波器将最优控制器Qopt(s)转化成最终控制器C(s)＝Q(s)[I-G(s)Q(s)]-1。4.根据权利要求1所述的中间再热燃油机组最优控制参数整定方法，其特征在于，通过二分查找算法计算满足负载变化后机炉燃油系统在预置的最终控制器的控制下可以保持稳定的滤波器参数的最大值λmin具体为：设定左边界λR＝λmax、右边界和设置可信域a；对负载变化后机炉燃油系统在预置的最终控制器的控制下的稳定情况进行循环判定，若λ＝λl时机炉燃油系统稳定则初始化λR＝λl，否则初始化λl＝λl，直到λR-λl≤a时，停止循环,并输出λmin＝λR。5.根据权利要求3所述的中间再热燃油机组最优控制参数整定方法，其特征在于，根据H2最优化控制方法设计出用来控制机炉燃油系统的最优控制器Qopt(s)具体包括：根据H2最优化控制方法设计出用来控制机炉燃油系统的初始控制器F(s)；对所述初始控制器F(s)的阶数进行判断，若阶数不小于五阶，则对sF(s)作三阶麦克劳林展开并将结果升序排列后取前3项的系数分别作为I、P、D参数得出对应的PID控制器，然后将所述PID控制器作为最优控制器Qopt(s)；若阶数小于五阶，则将所述初始控制器F(s)作为最优控制器Qopt(s)。6.一种中间再热燃油机组最优控制参数整定装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈世和，张卫东，潘凤萍，冯华雨，罗嘉，蔡云泽，黄卫剑，叶向前，吴乐，王越超，陈文，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，上海交通大学，
类型：发明
国别省市：广东;44