热工过程控制系统的伯德图整定法

用伯德图校正控制系统,在某些部门已是常用的方法。但对热工过程控制却是一个新课题。本文针对热工控制对象和调节器的特点提出用伯德图整定热工过程控制系统的方法。其要点是:1.找出了热工控制对象和调节器二者伯德图构成的共同规律,在此基础上提出简化作图和误差修正的方法,使伯德图整定法成为简单实用的方法。2.建立了用近似伯德图整定系统的方法步骤,特别是确定调节器积分时间T_i和微分时间T_d的原则及方法。用伯德图整定热工控制系统的主要优点是不受热工控制对象类型、阶数的限制;不受调节器参数个数及整定指标取值的限制。此法应用上具有广泛性和灵活性。     

一种新的PID参数自整定算法在火电厂的应用

论述了火电厂热工过程控制中PID控制器参数人工整定方法的缺陷,特别是随着电站锅炉向高参数、大容量方向的发展,其热工对象的迟延、惯性越来越大.采用常规的控制方法,很难达到满意的效果.阐述了一种新的PID参数自整定算法（利用饱和继电特性辨识对象模型,结合Smith预估补偿算法）.经过锅炉过热器对象仿真验证,效果良好.     

线性ADRC在汽包水位串级三冲量控制上的研究与应用

将自抗扰控制器进行线性化处理,按照典型二阶系统性能指标的要求给出了一种相关参数的整定方法,并将其应用到汽包水位串级三冲量控制上。从Matlab的仿真结果看,这种线性自抗扰控制器（LADRC）需要整定的参数少、且整定简便,满足系统的稳态响应指标,对系统干扰具有很好的鲁棒性,而这是传统控制器难以得到的满意的控制品质,因而对于实际中存在的大量模型不确定热工被控对象,LADRC是个理想的选择,具有很好的实际推广使用价值。     

基于ITAE指标的PID控制器参数优化设计

研究了比例一微分一积分（PID）控制器参数自整定问题,提出一种基于改进粒子群优化算法的PID控制器参数自整定方法,并以时间乘以误差绝对值积分（ITAE）的性能指标为适应度函数,对具有实参数不确定性的热工对象进行PID控制器参数整定,所设计的PID控制系统的ITAE性能指标比极点法,GPM法,Cohen法,IMC法效果更好,并通过超临界锅炉过热汽温控制的仿真实例验证了方法的有效性。     

火电厂热工控制系统的优化整定及其应用

介绍了多功能控制系统优化整定装置的原理及其在火力发电厂热工控制系统中的应用。该装置实为一综合仪表,集采集、辨识、仿真和控制器参数优化整定为一体,可有效解决火电厂控制系统优化整定这一实际问题。大量的现场应用结果表明,该优化整定装置实用、有效。     

多变量DMC预测控制算法在热工系统控制中的应用研究

针对复杂热工系统多变量、强耦合的特点,介绍了多变量的动态矩阵控制(DMC)算法用于热工系统控制的实现步骤,提出了DMC控制器参数自整定方法.将DMC控制器应用于中储式钢球磨煤机(球磨机)制粉系统进行的仿真表明,该控制方法具有较好的解耦性能,提高了过程控制的品质.     

火电厂热工控制系统优化整定及其应用

介绍了多功能控制系统优化整定装置的原理及其在火力发电厂热工控制系统中的应用。该装置是集采集、辨识、仿真和控制器参数优化整定为一体的综合仪表,它有效地解决了火力发电厂控制系统优化整定这一实际问题,大量的现场实际应用结果表明了其实用性和有效性。     

改进的遗传算法在CFB锅炉热工过程建模中的应用

针对循环流化床(CFB)锅炉热工被控对象的特点及遗传算法存在的问题,提出一种用于热工过程建模的改进遗传算法,此算法引入模糊集理论,实现交叉概率和变异概率的模糊自整定,有效抑制了算法早熟,提高了算法的全局搜索能力.利用阶跃响应法获得现场特性曲线,基于模糊遗传算法得到典型负荷处的传递函数,将建模结果用于现场控制器的设计.对主汽温系统现场控制器进行内模控制整定,并进行了仿真研究和实际应用,结果表明该方案有较好的鲁棒性和抗干扰能力.     

协调控制系统模糊PID参数在线整定的仿真研究

为解决超临界直流锅炉协调控制系统被控对象特性复杂、控制难度较大的问题,通过采用模糊控制技术实现控制器参数在线整定将被控参数控制在理想范围之内。仿真研究采用Matlab作为第三方数据处理平台,用于模糊控制器设计,采用EDPF-NT+组态软件搭建了协调控制系统对象模型,并采用Modbus通讯协议实现两侧数据通信,仿真结果实现了协调控制系统中锅炉主控制器积分参数的在线模糊整定,将机组主蒸汽压力控制在理想范围内,验证了模糊控制器设计的合理性和正确性。     

大型调峰机组自动发电控制系统的研究

分析目前国内调峰机组热工控制中的几个误区，提出一种新颖的“使用蓄热函数的CCS－TF（协调控制方式下的汽轮机跟随）”热工控制理论和方案，给出软件组态框图和系统参数的具体整定步骤。     

基于dSPACE和PRBS的某电动缸模型辨识

控制系统的设计和优化需要有合适的数学模型作为指导,对基于dSPACE平台系统和PRBS（伪随机二进制序列）信号的电动缸模型辨识进行了研究,着重讨论了基于dSPACE的系统搭建,PRBS信号参数的确定,基于最小二乘的模型辨识过程和基于拟合优度的模型验证,编写开发了产生PRBS信号、数据处理以及辨识的程序。结合现场试验数据,利用该方法及其对应的程序对某型电动缸进行了模型辨识,为电动缸控制系统的设计和优化提供相应的理论模型。     

GLBest-PSO算法在热工过程模型参数辨识中的应用

过程对象的数学模型,对热工控制系统的设计和分析有着重要的意义。为了达到精确建模的目的,提出了一种基于全局-局部参数最优的粒子群优化算法的辨识方法。将过程模型的每个参数作为群体的一个粒子,利用粒子在空间进行高效并行的搜索来获得最佳参数值,提高了辨识精度和效率。对典型热工过程进行辨识表明:该方法对过程模型的阶次不敏感,对不同输入信号均能得到满意的辨识精度和效率,模型输出与实际输出基本一致,辨识效果较好。     

基于BP网络方法的热电厂性能分析系统

目前发电厂性能分析大多采用热平衡法,存在原始参数数量大、计算复杂且维护不当时性能计算误差大等问题。文章介绍了利用BP神经网络对某热电厂125MW抽凝式机组煤耗进行仿真计算的过程,通过对参数个数、学习样本组数、隐层结点个数的选择,确立一个优化的BP神经网络模型,仅用少量的关键参数即可计算机组的煤耗,并使误差控制在0.5%之内。该神经网络模型在保证煤耗计算精度的基础上,弥补了热平衡法需要过多原始参数的缺点,为火电厂性能分析提供了一条新途径。     

循环流化床锅炉燃烧工况考评分析

运行参数解耦困难是循环流化床(CFB)锅炉燃烧自动控制难以投运的关键.以唐山东方发电有限公司(简称东方电厂)1号CFB锅炉为例,通过分析燃烧变量参数的耦合关系及控制策略,建立了CFB锅炉热效率计算模型和控制参数多项式耦合模型,并利用热效率模型对CFB锅炉变工况运行参数筛选,获得各运行负荷高效率控制方案;利用多项式模型对运行参数进一步耦合解析,获得机组负荷与给煤量、平均床温和一、二次风配比等参数的函数关系,并利用此关系式编制了考评计算程序,实时获得锅炉变工况条件下燃烧变量参数目标值.研究结果可为CFB锅炉实现燃烧自动控制提供技术参考.     

基于等效热路的GIS母线动态热模型研究

建立了126kVE相共箱式GIS母线等效热路模型,由于母线等效热阻与热容等集总参数未知,直接求解微分方程较为困难。采用有限元模型计算母线导体、SF6气体以及外壳的温升时间常数,通过数值拟合方法得出母线负荷电流与稳态温升的对应关系,尝试利用单个指数函数模拟母线各组件的温升过程。与不同负荷条件下有限元温升过程计算结果的对比表明．所提出的模型能够有效计算GIS母线正常运行条件下的温升过程。     

PID-controller with predictor and auto-tuning algorithm: study of efficiency for thermal plants

The problem of efficiency estimation of an automatic control system (ACS) with a Smith predictor and PID-algorithm for thermal plants is considered. In order to use the predictor, it is proposed to include an auto-tuning module (ATC) into the controller; the module calculates parameters for a second-order plant module with a time delay. The study was conducted using programmable logical controllers (PLC), one of which performed control, ATC, and predictor functions. A simulation model was used as a control plant, and there were two variants of the model: one of them was built on the basis of a separate PLC, and the other was a physical model of a thermal plant in the form of an electrical heater. Analysis of the efficiency of the ACS with the predictor was carried out for several variants of the second order plant model with time delay, and the analysis was performed on the basis of the comparison of transient processes in the system when the set point was changed and when a disturbance influenced the control plant. The recommendations are given on correction of the PID-algorithm parameters when the predictor is used by means of using the correcting coefficient k for the PID parameters. It is shown that, when the set point is changed, the use of the predictor is effective taking into account the parameters correction with k = 2. When the disturbances influence the plant, the use of the predictor is doubtful, because the transient process is too long. The reason for this is that, in the neighborhood of the zero frequency, the amplitude-frequency characteristic (AFC) of the system with the predictor has an ascent in comparison with the AFC of the system without the predictor.     

基于ANSYS的界面化电机磁场分析程序设计

介绍了基于ANSYS二次开发语言UIDL与APDL相结合开发界面化电机磁场分析程序的过程。程序实现界面化后使用方便,整个分析过程用户不用修改源代码,仅需按照电机结构输入物理参数和分析需要的控制参数。该程序适用于大多数常规结构的凸极同步电机,因此对于并未掌握ANSYS的电机分析者,通过该程序即可实现电机磁场的空载、负载以及谐波计算分析。通过对多台不同结构的凸极同步电机进行计算比较,证明了该程序结构合理,计算速度高,结果准确,通用性强。     

基于概率鲁棒的PID控制器设计方法研究

针对具有实参数不确定性的热工过程，基于概率鲁棒方法，提出一种PID控制器设计方法。根据被控对象模型的参数摄动状态，计算闭环系统满足各条性能设计要求的概率，并对其进行综合作为优化算法的目标函数，利用遗传算法对PID控制器参数进行优化，用蒙特卡罗实验对控制系统进行鲁棒性检验。针对4种典型的热工过程进行了仿真试验，并与基于标称参数的设计方法以及传统的整定方法进行了比较。仿真结果表明，基于概率鲁棒的PID控制器设计方法对模型参数不确定性具有较好的鲁棒性，在被控对象存在一定的不确定性时，系统能以最大的概率满足设计要求，因此适用于具有参数不确定性的典型热力过程的控制。     

Operational diagnostics of thermal state and efficiency of steam turbines of TPP and NPP

Various ways for solving complex problems of the strength and operating life of steam turbines of TPP and NPP are studied. Diagnostic characters and technical possibilities for their control during the steam turbine operation are determined. It is shown that the effect of various factors on the reliability, maneuverability, and service life of power installations of TPP and NPP is generally determined by the thermal state of steam-electric generating sets. Leading foreign and domestic manufacturers give major attention to the organization of the control of the thermal state of facilities and the development of systems for accounting (“counter”) the service life depletion. Zones of high-temperature sites of shafts and disks with maximum parameters of operating environment are determined. A model for on-line computation of thermal stresses with the diagnostic evaluation of the service life depletion (fatigue accumulation) and forecasting of optimum heating conditions for thermostressed turbine units is briefly stated. An example of a program for diagnostics of the quality of the facility operation is given. The program provides the operative control of thermal stresses and the service life depletion in main units of the turbine under various operation conditions, operates in the real-time mode, calculates and represents currents values of thermal stresses in turbine units, and forms and transmits into the industrial control signals on the occurrence of restrictions with respect to thermal stresses and prohibition of an increase or decrease in the vapor temperature and the load in the case of approaching pressures to maximum permissible ones. In the case of stationary operation conditions, the program computed the current efficiency in high (HPC) and mean (MPC) pressure cylinders.     

等效热网络法和有限元法在轮毂电机温度场计算中的应用

轮毂电机温度场的准确计算对于轮毂电机的安全运行和性能提升至关重要。根据一般电动汽车用轮毂电机样机的结构,建立了等效热网络温度场分析模型和3D有限元模型。基于等效热网络法,编写了轮毂电机温度场计算程序,计算了额定工况下的稳态节点温度。通过有限元法,计算了轮毂电机额定工况下的稳态温度场分布和瞬态温升曲线。根据轮毂电机的温升实验,对比分析了两种方法的计算结果,验证了等效热网络分析模型和3D有限元模型的有效性,说明了等效热网络法和有限元法对于轮毂电机温度场计算的适应性和兼容性。