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机炉非线性对象模型及控制方案对比分析

作　者: 薛继斌
导　师: 曾德良
学　校: 华北电力大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 协调控制系统非线性动态模型多变量内模控制非线性测度聚类分析
分类号: TM621.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文首先介绍了三个典型的机炉非线性对象模型,并从其结构、物质和能量平衡关系、稳态模型、逆稳态模型等方面进行分析,并通过仿真分析其动态特性和非线性特性;其次,采用非线性测度的概念对500MW机组模型计算其非线性测度曲线,分析其非线性变化、非线性强弱及其分布,鉴于在Astrom的模型中汽包水位存在积分,在进行非线性测度得计算中存在困难,不利于模型间的非线性度的对比,为了更好的比较模型之间的非线性度,这里介绍了间隙测度的方法,并采用间隙测度的方法计算Astrom模型、500MW机组模型及盘山660MW机组模型的间隙测度曲线,分析其非线性变化、非线性强弱及其分布;在此基础上,对机组运行负荷数据进行聚类分析,找出机组运行的工作区间,划分机组运行的区间,进而确定设计控制器的工作点;介绍了多变量内模控制器的两种结构,即:V-规范型多变量内模控制器和P-规范型多变量内模控制器。由于P-规范型控制器的设计需要对传递函数矩阵求逆,所以引入多变量控制器的V-规范型表达式,这样就避免了对矩阵求逆所带来的困难。本文将多变量内模控制的方法应用于500MW机组模型上,并进行仿真分析其控制效果;最后介绍了一种基于隶属度加权和的模糊监督控制系统,此系统模型切换、过渡比较平缓,抑制了控制器在切换过程中的振荡问题。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-13
  1.1 选题背景及意义  9
  1.2 单元机组系统的研究现状  9-11
  1.3 非线性理论研究现状  11-12
  1.4 本文的主要研究内容  12-13
第2章典型非线性模型  13-35
  2.1 Astrom 160MW 燃油机组模型  13-21
    2.1.1 汽包锅炉模型结构  13-15
    2.1.2 汽包锅炉的简化模型  15-16
    2.1.3 稳态模型  16-17
    2.1.4 逆稳态模型  17-18
    2.1.5 平衡工作点  18-19
    2.1.6 模型仿真  19-21
  2.2 500MW 模型  21-28
    2.2.1 汽包锅炉模型结构  21-24
    2.2.2 汽包锅炉的动态仿真模型  24
    2.2.3 稳态模型  24-25
    2.2.4 逆稳态模型  25
    2.2.5 平衡工作点  25-26
    2.2.6 模型仿真  26-28
  2.3 盘山660MW 模型  28-34
    2.3.1 汽包锅炉模型结构  28-29
    2.3.2 汽包锅炉的动态仿真模型  29-30
    2.3.3 稳态模型  30-31
    2.3.4 逆稳态模型  31-32
    2.3.5 平衡工作点  32
    2.3.6 模型仿真  32-34
  2.4 本章小结  34-35
第3章非线性度分析  35-46
  3.1 小偏差线性化方法  35-37
  3.2 非线性测度  37-40
    3.2.1 非线性测度的定义  37
    3.2.2 非线性测度分析  37-40
  3.3 间隙测度  40-42
    3.3.1 间隙测度的概念  40-41
    3.3.2 间隙测度分析  41-42
  3.4 负荷的自然划分  42-45
  3.5 本章小结  45-46
第4章控制方法  46-57
  4.1 协调控制系统的控制方法  46-48
  4.2 多变量内模控制  48-54
    4.2.1 内模控制器基本原理  48
    4.2.2 多变量内模控制器  48-50
    4.2.3 多变量内模控制器设计  50-54
  4.3 多模型控制  54-55
  4.4 本章小结  55-57
第5章结论与展望  57-59
  5.1 结论  57-58
  5.2 建议  58-59
参考文献  59-62
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果  62-63
致谢  63-64
详细摘要  64-82

机炉非线性对象模型及控制方案对比分析

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