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自校正P ID算法在再热器中的应用

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第2节 再热汽轮机调节系统简介

第2节 再热汽轮机调节系统简介
第二节 再热汽轮机调节系统简介
一、再热汽轮机的液压调节系统
其系统框图如图1所示。
图1 再热汽轮机的液压调节系统方框图
二、再热汽轮机的功率-频率电液调节系统
其系统方框图见图2。它由三种基本回路组成。 1．转速调节回路 应用于单机运行情况，在机组启动时升速、并网和在停机（包括甩负荷）过 程中控制转速。 系统中PID调节器的传递函数为
四、各种调节系统的比较
功频模拟电调与液压调节系统比较，突出的优点是： (1)模拟电调系统的电气部分，具有快速、准确和灵敏度高的特点。 (2)功频模拟电调为多回路多变量调节系统，PID综合运算能力强，具有较强 的适应外界负荷变化和抗内扰能力。 (3)静态特性，动态特性好。 (4)可提供调频，带基本负荷和单向调频等不同的运行方式。 (5)便于机炉协调控制。 数字电调的新特点： (1)计算机取代模拟电调中的电子硬件，提高了可靠性。 (2)在数据处理、系统监控、可靠性分析、性能诊断和运行管理方面较好。 (3)调节品质高、系统的静态和动态特性良好。 (4)有利于实现机组协调控制，厂级控制以至优化控制。
稳态时，频差输出UΔn和功差输出UΔP应大小相等、极性相反，综合放大器的输 出为零。因此，当与频率对应的转速变化为Δn时，机组功率的变化为
P
1 n PR n0
在功频调节回路中，频差放大器的输出电压UΔn反映了调频功率ΔP的大小，因 此，频差输出UΔn也就是调频功率ΔP的指令。回路中无论是功率通道不平衡，还是 频率通道不平衡，整个功率-频率调节回路都要动作，直到综合放大器的输出为零， 系统趋于稳定为止。 由于该系统是综合功率-频率影响的多变量控制系统，能有效地克服蒸汽参数的 内扰，并且频率微分器和PID的校正规律又能有效地克服功率的“滞后”，因此该 系统优于液压节系统方框图

浅谈600MW亚临界机组锅炉再热蒸汽温度调节

浅谈600MW亚临界机组锅炉再热蒸汽温度调节

浅谈600MW亚临界机组锅炉再热蒸汽温度调节发布时间：2021-04-07T12:18:44.093Z 来源：《中国电业》2020年第31期作者：魏向国李勇[导读] 再热汽温调节在自动控制中占有很重要的作用魏向国李勇河北国华定州发电有限责任公司河北定州 073000摘要：再热汽温调节在自动控制中占有很重要的作用，为了使再热汽温符合设计要求，则如何采取有效的调节方法进行再热汽温的调节就显得异常重要，本文主要介绍再热汽温调节的特点以及针对国华定州电厂介绍再热汽温的调节特点以及逻辑实现。

关键词：再热汽温调节逻辑1 再热汽温调节概述蒸汽再热器也叫中间再热器或二次过热器，为了提高循环热效率，超高参数及其以上的机组一般都采用蒸汽中间再热。

在运行中要求再热汽温的变化不超过5～100C，再热汽温降低会降低循环效率，过高又会影响再热器或汽轮机的工作安全。

再热器进口蒸汽状态决定于汽轮机高压缸的排汽参数，而高压缸排汽参数随汽轮机的运行方式、负荷大小及工况变化而变化。

当汽轮机负荷降低时，再热器入口汽温也相应降低，要维持再热器的额定出口汽温，则其调温幅度大。

由于再热汽温调节机构的调节幅度受到限制，则维持额定再热汽温的负荷范围受到限制。

再热汽温调节不宜用喷水减温方法，否则机组运行经济性下降。

再热器置于汽轮机的高压缸与中压缸之间。

因此在再热器喷水减温，使喷入的水蒸发加热成中压蒸汽，使汽轮机的中、低压缸的蒸汽流量增加，即增加了中、低压缸的输出功率。

如果机组总功率不变，则势必要减少高压缸的功率。

由于中压蒸汽作功的热效率较低，因而使整个机组的循环热效率降低。

从实际计算表明，在再热器中每喷入1％MCR的喷水，将使机组循环热效率降低0.1％～0.2％。

因此，再热汽温调节方法采用烟气侧调节，即采用摆动燃烧器或分隔烟温等方法。

但考虑为保护再热器，在事故状态下，使再热器不被过热而烧坏，在再热器进口处设置事故喷水减温器，当再热器进口汽温采用烟气侧调节无法使汽温降低，则要用事故喷水来保护再热器管壁不超温，以保证再热器的安全。

自校正DMC—PID过热汽温控制系统仿真

自校正DMC—PID过热汽温控制系统仿真

０ｊ ｔ ａ ｅｅｓ ａｙ ｇｏ ｏｔ ｌ ｕ ｌｉ ｆｈ ｙｔ ａｓｌ—ｔｎｎ ＭＣ— ＰＤ ｃｎｍ ｅ ｏ ｍｐｓｄ ｂｅ ’ｐｍｍ ｔ ｒｉ ｎｃｎｒ ａｔ ｓ ｅｓｓ ｍ， ｆ ｕ ｉｇＤ ｃｓ ｒｖ ｎ ｏ ｑ ｉｅ ｏ ｔ ｅ ｅ Ｉ ｏｔ ｌ ｔ ｄｉ ｐ ｏｅ ｍ ｈ ｓ
性和强鲁棒性 以及 串级控制的抗干扰能 力 ， 力求在 所有工况

１ 引言
火力 发电厂运行 过程 中 ， 过热蒸汽温度 对于 电厂 的安 全
实 现汽温 的 良好控制 。
经济运行有着 重大 影响 。温度 过 高， 容易 损坏 设备 ； 温度过 低， 则降低热效率 。因此 ， 控制 系统必须 能够 相 当严 格地将 蒸汽温度控制 在给定值 附 近。然而 由于各种 扰动 因素影 响 汽温过程变化的惯性 和迟延 ， 使得汽温过程 的动态特性 随着 运行工况 的不同而变 化较 大 ， 其是对 于大容 量机 组而言 ， 尤
起来更简单 。仿真结果表明 ， 控制方法有 良好 的控制效果 ， 改善了模 型失配时 的鲁棒性 ， 在过热 汽温控制 中是十分有效的。 关键词 ： 自校正 ； 动态矩阵控制 ； 过热汽温； 模型失配
中 图分 类号 ： ７ ３ Ｉ 文 献 标 识 码 ： Ａ
Ｓ ｍ ｕｌｔ０ ｆＳｅｆ—ｔ Ｉｉ ｉ ａｉｎ Ｏ ｌ ｕｌ ｎｇ ＤＭ Ｃ — ＰＩ）Ｓｕ ｒ ｅ ｔ ｄ Ｉ ｐｅ ｈ ａ ｅ Ｓ ｅ ｍ ｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｒ ｌＳ ｓｅ ｔ ａ Ｔｅ ｅ ａ ｕ ｅ Ｃ０ ｔ ０ ｙ ｔ ｍ
ＬＵ Ｑ —ｌ ｎ ， Ｈ Ｎ ｕ—ｂｎ Ｉ ｉ ｉ ｇ Ｚ Ａ Ｇ Ｆ ａ ｉ
（ ０ ｅｅｏ ｎ ，Ｎ ｒ Ｗ ｓ ｍ ｏ ｔ ｈ ｉ ｌ ｎｖｒ ｔ， ｉ ｎＳ ａｘ ７０ ７ ， ｈｎ ） Ｃ ｌ ｇ ｆ ｌ Ｍ ｅ ｏｔ ｅｔ Ｐ ｌｅ ｎｃ ｉ ｓｙ Ｘ’ ｈ ｎｉ １０ ２ Ｃ ｉ ｈ ｅ ｙｃ ａＵ ｅｉ ａ ａ

再热汽温控制系统的DMC—PID仿真研究

再热汽温控制系统的DMC—PID仿真研究

ｐｅ ｉｔ ｅｃｎ ｏ ｎ ａｃｄ ｏ ｔ ｌ ｔｅｃｎｒｌ ｆ ｃ ｒ ｅｔ ａ ｏｅｏ ｏｖ ｎｉｎｌ Ｉ ｏ ｔ ｌ ｔｓｓｉ ｂｅｆｒ ｂｅ ｔｗｉ ａ ｉｇ ｒｄｃｉ ｏ ｔ ｌ ｄｃ ｓａ ｅｃ ｎｒ ，ｈ ｏ ｔ ｅｔ ａｅｂｔ ｒｔ ｎｔ ｓ ｆ ｎ ｅ ｔ ａ Ｄ ｃｎｒ ；ｉｉ ｕｔ ｌ ｏ ｊｃｓ ｔ ｖ ｒ ｎ ｖ ｒ ａ ｏ ｏｅ ｓ ｅ ｈ ｈ ｃ ｏ Ｐ ｏ ａ ｏ ｈ ｙ
器 。仿 真研究 表 明 ， 该策 略综合 利用 了预测 控制 和 串级 控制 的优点 ， 控制效 果优 于常规 的 ＰＤ控 制 ， Ｉ 能适 应对 象参 数 的变化 并 表现 出 良好 的控制 品质 ， 有较 强 的鲁棒性 和 自适应能 力 。 具
关键 词 ：动 态矩 阵算法
中图 分类号 ：Ｔ １ Ｐ３
度 由 ３ ％变 为 ２ ％ ， 荷 由 ２０ ０ ４ 负 ５ 变为 ２７Ｍ ， 汽 ＭＷ １ Ｗ 蒸
常规汽温控制 系统 在机组稳 定运行 时 ， 一般 能将汽 温 控制在 允许 范 围 内。当运 行 工 况变 化 较 大 时 ， 规 常
ＰＤ控制器往往整定不 良 ， Ｉ 使控制 品质变差。
ｔ ｌｓ ｓｅ ｉ ｏ ｓｌｆ ｅ ｏ ｒｐａ ｔ ｉｅ．，ｌｒｅ ｉ ｅｔ ｏ ｒ ｙ ｔｍ ｎ ｆｓｉ－ ｒ ｄ ｐ ｗｅ ｌｎ ， ． ｉ ａ ｇ ｎ ｒｉ ａ。ｌｒ ｅ ｔ — ｅａ ｎ ｉ ａｙｎ ａｇ ｉ ｍｅ ｄ ｌｙ ａ ｄ ｔ ｍｅ ｖ ｒｉｇ， ｔｅ ＤＭＣ— Ｉ ｃ ｎｒ ｌｓｒｔｇ ｓｐｒｐ ｓ ｄ－ｉ ｈ Ｐ Ｄ ｏ ｔｏ ｔａｅ ｙ ｉ ｏ ｏ ｅ ｎ ｗｈｉｈ ｔ ｅ ｉｎ ｒｃ ｎｔ ｌｅ ｓＰＩ ａ ｈ ｕ ｅ ｏ ｔｏｌｒｉ ｃ ｎ ｅ ｏ ｒ ｌｒｉ Ｄ ｎｄ ｔｅｏ ｔｒｃ ｎｒ ｌ ｓＤＭ Ｃ． Ｔ ｅ ｓｍｕａｉｎ ｒ ｓａｃ ｈ ｗｓｔａ ｈｓｓｒｔｇ ｏ ｈ ｏ ｅ ｈ ｉ ｌｔ ｅｅ ｒｈ ｓ ｏ ｔｔｉ ｔ ｅ ｃ ｍｂｉｅ ｅａ ｖ ｎａ ｅ ｆ ｏ ｈ ａ ｙ ｎ ｄ ｔ ｄ ａ ｔｇ ｓｏ ｈ

模糊PID控制在电厂过热气温控制系统中的应用

模糊PID控制在电厂过热气温控制系统中的应用
２１ ０ ２年第 ５期 （ 第 １３期 ） 总 ７
应用 能源 技术
２ １
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊｉ ｎ １０ ３ ３ ．０ ２ ０ ． ０ ｏ：０ ３ ６ ／．ｓ ．０ ９— ２ ０ ２ １ ．５ ０ ６ ｓ
模糊 ＰＤ控制在 电厂过热气温控制 系统中的应用 Ｉ
张燕红
（． １ 江苏大 学电 气信 息 工程 学 院 ， 江苏镇 江 ，１０３ ２２ １ ；
２ ２ ３，Ｃｈ ｎａ； Ｓ ｈ ｏ ｆＥｌｃ ｒ ｎ ｃ Ｉ ｏ ａ ｉ ｎ ＆ Ｅｌ ｃ ｒｃ Ｅｎｇｎｅ ｒｎｇ，Ｃｈａ ｇｚ ｕ １ ０１ ｉ ２． ｃ ｏ ｌｏ ｅ ｔ ｏ ｎｆ ｒ ｔｏ ｉ ｍ ｅ ｔ ｉ ｉ ｅｉ ｎ ｈｏ
ｎ ｔｕｅｏ ｃ ｎ ｌｇ ， ｈ ｎ ｚ ｏ １ ０ ２ ｈ ａ Ｉ ｓ ｔｔ ｆ ｅｈ ｏｏ ｙ Ｃ ａ ｇｈ ｕ２ ３ ０ ，Ｃ ｎ ） ｉ Ｔ ｉ
过低 ， 都影 响整个控 制系统 的运行 ， 过热 器温 度过
温控 制 系统 的被 ห้องสมุดไป่ตู้对 象往往是 非线 性 、 时滞 、 大 时
变不确定的 ， 难以建立精确的控制模型 ， 应用普通
的 ＰＤ控 制是很 难 以满 足工艺 要求 的 。随着智能 Ｉ
控制 的发 展 ， 模糊 控 制 也 被广 泛 地 应用 于 各 个工 业领 域 中 ， 了解 决这 一 问题 ， 文 提 出 了模 糊 为 本
Ａｂｓｒ ｔ Ｔ ｕｔ ｔｔｍｐｅ ａｕ ｅ ｏ ｏｌ ｒｓ ｅ ｅ ｔｒ ｉ ｈ ｕ ｅ ｈ ａ ｅ ｔａ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｏ ｒ ｌ ｔａｃ ： ｈｅ ｏ ｌ ｅ ｅ ｒ ｔ ｒ ｆｂ ｉ ｕｐ ｒｈ ａｅ ｎ ｔ ｅ ｓ ｐ ｒ ｅ ｔｄ ｓｅ ｍ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｃ ｎｔｏ ｅ ｓ ｓｅ ｉ ｔ ｏ ｌ ａ ，ｔ — ａ ｙｎｇ，ｄ ｌ ｙ ｃ ｒ ｃｅ ｉｔ ｓ ｕｚｙ ＰＩ ｃ ｎ ｒ ｌ ｓ ａ ｌ ｄ ｉ ｈ ｙ ｔｍ ｓ ｗｉｈ ｎ ｎ ｉ ｒ ｉ ｖ ｒ ｉ ｎｅ ｍｅ ｅａ ｈａ ａ ｔ ｒｓｉ ，ａ ｆ ｚ Ｄ ｏ ｔｏ ｉ ｐｐｉ ｎ ｔ ｅ ｃ ｅ ｓ ｐ ｒ ｅ ｔｄ ｓｅ ｍ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｃ ｎ ｏ ｙ ｔｍ ｎ ｔ ｉ ａ ｒ ｕ ｅ ｈ ａ ｅ ｔａ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｏ ｔ ｌｓ ｓｅ ｉ ｈ ｓ ｐ ｐｅ ．Ｔｈ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ａ ｅ ｔｒｏ ｅ ｃ ｍｅ ｒ ｅ ｃ ｎ ｌｓ ｓｅ ｃ ｎ ｂ ｔｅ ｖ ｒ ｏ ｒ

浅谈蓄热式燃烧系统和PID温控系统在天然气熔铝炉中的应用

浅谈蓄热式燃烧系统和PID温控系统在天然气熔铝炉中的应用

性化处 理 ， 与 给定值一 起经 Ｐ Ｉ Ｄ运 算 ， 其 结 果与炉 气温度 热 电偶 采集 的温度 信号一 起 输入到温度控制模块 ， 经处 理后输 出电信号 控制和调节燃烧 负荷 的大小 ， 达料车等） 通过侧置炉门（ 圆型炉为顶式 加料） 加 到炉 内 ， 固体料 在 炉内按熔 炼工艺 进 行熔 化 ；烧 嘴采用 高效节 能 的蓄热式烧 嘴， 能使 同体铝迅速熔 化 ； 同体料熔化 之后 ， 将 按工艺要求进行配料 ， 采用磁力搅拌 器对 ４控制 系统 液态铝 进行 有效 、 充 分 的搅 拌 ， 以使 铝液 温 本炉子 的控制 系统选用 Ｓ Ｉ Ｅ Ｍ Ｅ Ｎ Ｓ Ｓ ７ ～ 度、 成 分更均匀 （ 熔炼期 间也可进行 搅拌 ， 可 ３ ０ ０ 程控器作为控制核心 ， 硬件包括 Ｃ Ｐ Ｕ模 以提高炉子的熔 化率 ） 。 在整个熔炼周期 内， 块， Ｉ ＾ ） 模块 ， Ａ Ｉ 模块 ， Ａ Ｏ摸块 ，电源模块等 搅拌 、 扒渣（ 采 用叉 车或专 用扒渣 机进行 扒 （ 预留 １ ０ ％ 余量 ） 。熔化炉与同条线的保 渣） 、 取样， 样品分析 以及 温度调节都 可以实 温炉 共用 一套 Ｈ ＭＩ（ Ｓ Ｉ Ｅ Ｍ Ｅ Ｎ Ｓ Ｍ Ｐ ２ ７ ７ — １ ０ 施。 Ｔ Ｏ Ｕ Ｃ Ｈ ） 人机界 面 ， 用于实 时显示熔 炼炉各 在铝液 的成分 和温度 都符 合工艺 需求 部 分的工作状态 ， 并可 即时设 定和修改工 艺 之后 ，铝水通过转 注流槽注 人保 温炉 内 ， 保 参数。 温炉 为倾 动式矩 形燃气 炉 ，铝 水转 注完毕 控制程序具备联锁保护 、 故障报警及 完 后， 在 炉 内完成精 炼 、 扒渣 、 静置 、 调温 等工 善的控制功能 。已经过 多次现场实践 ， 并 可 序。 铝熔体温度符合铸造工艺要求而且铸造 按照用户的要求做 适当的修改 。 程序具有 相 机已达到待铸状态， 倾动炉子 ， 铝熔体通过 当的透明性 ， 可理解性 及易维护性 。控 制系 流 口、 流槽 流经在线除气 、 过 滤装 置后 ， 进行 统包括 ： 温度控 制 、 烧 嘴热负荷调节控 制 、 炉 铸造 。 压控制 、 吹扫控制 、 点火控制 、 烧嘴切换 控制 ３蓄热式烧 嘴燃烧 系统 和传动机械控制等 。 天然气炉 采用蓄热式燃烧系统 ， 系统采 ４ ． １温度控制 用１ 对蓄热式 燃气烧嘴 ， 以满 足炉子 的熔化 温度控制为本设备 的核心 ， 主加热 器为 率要求 。 此烧 嘴采用 小功率 的天然气烧 嘴进 ２ 个 蓄热式烧 嘴。共有炉气定温 控制和铝液 行最初 的点火 。 合理的烧嘴布置方式可确保 温度 串级控 制（ 辅助 ） 两种 ， 在熔化初 期采用 铝金属熔体有 良好 的对流传热效果 。 烧 嘴与 炉气定温控 制 ， 在 熔化后期和转 炉之前 ， 采 蓄热箱相连， 燃烧废气经过没有工作的烧嘴 用铝液温度串级控制。 两种控制方式的切换 由排气风机排出。 废气的最终温度取决于炉 为 人工手 动切换 ，切换操 作在 触摸屏 上进 子的温度， 但最高不超过 ２ ５ ０ ￣ Ｃ 。 烧嘴的切换 行 。 由Ｐ Ｌ Ｃ系统 控制 自动调节 。燃 烧时距烧 嘴 炉气 温度控 制是 根据热 电偶采 集到 的 １ ｍ处测其噪音小于 ８ ５ ｄ Ｂ （ Ａ） 。 温度信号送入 Ｐ Ｌ Ｃ中的模拟量输入模块经 燃烧系统的烧嘴负荷调节采用流量配 冷端补偿 ， 线性化处 理 ， 与给定温度 比较 ， 经 比调节方式 。燃烧 系统 由助燃 风机 、 排烟风 Ｐ Ｉ Ｄ运算后 ， 输出电信号控制和调节燃烧负 机、 点火及冷却 风机 、 电动调节 蝶 阀、 助燃风 荷 的大小 ， 以达 到温度 自 动调节 的 目的。 及燃料 流量检测 系统（ 孑 Ｌ 板及压力 变送器 ） 、 ４ ２串级控制 稳压 阀、 电磁 阀 、 安全 快断阀 、 压 力开关／ 表等 串级控制 ， 即由铝液温度热电偶采集的 构成 。在炉 子运行期 间 ， 烧 嘴控制系统 自动 温度信号送入温度控制模块经冷端补偿 ， 线

PFC-PID控制在加热炉炉膛压力控制中的应用.Stamped


第7期
张日东, 等: P FC 2P I D 控制在加热炉炉膛压力控制中的应用
75 1
取得了很好的控制效果。
最终的模型输出为:
y m ( k ) = y l ( k ) + y f (k )
(3)
1 P FC 2P ID 控制
1. 1 PFC - P I D 控制策略 由于常规 P I D 控制器的鲁棒性能与抗干扰性 能往往是互相矛盾的 , 提高某一性能会导致另一性 能下降。为此, 本文提出一种与 P I D 控制相结合的 新型预测函数控制器, 可以兼顾各项性能指标, 控制 原理如图 1 所示。其中 G2 ( s ) 为工业被控对象 , F 为 主要干扰, G F ( s ) 为干扰通道传递函数 , r 为设定值,
2 2 2 1 1 1 1
( 1. N a t iona l K ey L abora tory of In d us tria l Con trol T ech nology , Ins titu te of A d va nced P rocess Con trol , 2. Z hen ha i R ef inery a nd Ch e m ica l Comp any L td. , N ing bo 315207, Ch ina ) Abstra ct: Com binat ion of p redictive funct ional cont rol and P ID cont ro l of cham be r p ressu re of indus2 t ria l cok ing furnace is des igned to over com e the sho rtcom ings of t raditiona l P I D con tro lle r in dea ling w ith d is turbance reject ion and robu stnes s. It s cont ro l pe rfo rm ance is sup erior to s ingle P I D cont ro l m ethod because the goal and cont ro l are sepa ra ted in the cont rol st rategy. R eal2t im e result s show it s effic iency. Key words: PFC 2P I D cont ro l; cok ing furnace; cham be r p re ssure; p red ict ive funct ional cont ro l

基于PID控制的火炉温度系统

的 热 电
偶及 Ｐ ｔ ｌ ０ ０、 Ｃ ｕ ５ ０热 电阻 等 测 温 元 件 。现 场 控 制 器 的输 出有 ４～ ２ ０ ｍＡ线 性 输 出 信 号 及 时 间 比例 式 的 开关 信 号 。前 者 可 控 制 单 相 或 三 相 可 控 硅 触 发 器
第１ ４卷 第 ４期
２ ０ １ ４年 １ ２月
南 京 工 业 职 业 技 术 学 院 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｍａ ｌ ｏ ｆ Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
行 调节 并设 有 断偶 报警 功能 。
的控 制信 号 ， 控 制各 自的执行 机构 （ 空 气调 节 阀和 煤 气调 节 阀 ） ， 从 而达 到 自动控 制 空气 流量 和煤气 流 量
的 目的 。
现场 控制 器 是 以单 片机 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ ２为 核 心 的 温
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４— ０ ９—２ ８
整个 调 节系 统 通 过 按 一 定 流 量 和 比例 ， 自动 控
作者简介 ： 金美华（ １ ９ ７ ０一 ） ， 女， 南 京 工业 职业 技 术学 院讲 师 ， 工程 师， 工学硕士 ， 研 究 方 向 为 机 电一 体 化 ； 杨新 春（ １ ９ ６ ３一 ）， 男， 南 京 工 业 职 业 技 术 学 院 教授 ， 研 究 方 向 为 机 械 制 造 自动 化 。
第 １ ４卷第 ４期
金美华 ， 杨新春 ： 基于 Ｐ Ｉ Ｄ控制 的火炉温度 系统
２ ３
制 空气 流 量和 煤 气 流 量 ， 最 终 达 到 自动 控 制 点 火 器

改进型PID的高线穿水温控系统的设计与应用


以太 网和 Ｐ ＲＯＦ Ｉ Ｂ ＵＳ — ＤＰ网 络 ． 具 体 的 网 络 结 构 如 图
４所 示 ， 在 上 层 网 络 中将 以 太 网 作 为 ｓ ７ — ３ ０ ０系 列
Ｃ Ｐ Ｕ与 上 位 机 ＷＩ ＮＣ Ｃ之 间 的 网 络 通 信 协 议 ， 实 现 上
位 机 ＷＩ ＮＣ Ｃ对 现 场 设 备 运 行 状 况 的 完 全 监 控 ， 在 下
２ ． ４ 系统 的 网络 结 构
环 的双 闭环 控制 系统 ． 其 中， 在温 度环 外环 Ｐ Ｉ Ｄ控 制 参
数 中 ， 将变 结构 Ｐ Ｉ Ｄ算 法 作 为 温 度 控 制 器 的 核 心 算 法 ， 当偏 差 较 大 时 ， 为 了避免 系统 产 生振荡 和 超调 ， 将 采 用 开 度控 制 法 ， 从 而 保证 系统 既 能稳 定 地 工 作 ， 又 能 逐步 调节 冷却 温 度到设 定 值 ； 当 偏 差 小 到 一 定 范 围 时， 自动 改 变 控 制 结 构 ， 采用 位 置式 Ｐ Ｉ Ｄ算 法 ， 以便 消 除静差 ， 提 高 系统控 制精 度 ， 从 而缩 短 系统调 整 时 间 ， 快 速 获 得 理想 的冷 却 温度 ． 改进 型 Ｐ Ｉ Ｄ控 制 器 结 构 框
改 进 型 ＰＩ Ｄ 控 制 器 模 型
（ ４ ） （ ５ ）
由于高线 穿水 温 控系 统具 有非 线性 、 时 变 性 和 滞 后性 的特 点 ， 所 以将 改进 型 Ｐ Ｉ Ｄ控 制 算 法 引 入 到 高 线
穿 水 温 控 系 统 当 中． 采 用 外 环 为 温度 环 ， 内环 为 流 量
长度 跟踪 控 制 ， 保 证 各 个 冷 却 水 箱 的 三 通 阀 的 开 序 时

基于改进量子粒子群算法的火电厂再热汽温调节系统pid参数自整定


极其重要的意义。为此，提出了一种基于改进量子粒子群算法的PID参数自整定方法,并采用MATLAB软件对火电厂再热汽温
进行了仿真及PID参数自整定。
工程上的临界比例度法、传 子群算法、传 量子粒子群算法自整定的 结果相比
明了基于改 量子粒子群算法的PID参数自整定方法的
关键词：改进量子 子群算法;PID 数自整定;再热 .调节系统;仿真
为进一步提升QPS O算法的寻优用该改进QPSO算法优化再热汽
温调节系统PID参数，粒子群的种群范围为［10, 500, 500］，最
优的PID参数约为!p=0.713，!1=0.001 6，!d=104,其最优目标值
为236 960。20次优化过程得到最优目标值小于2.4 # 105的次
［3］ 许志良，曾徳炉，张运生•一种结合次梯度的粒子群 优化算法［J］.计算机应用研究,2015,32 (4)：
优能力和收敛性，使得系统具有优的节 ，
节了
PID参数的
力，
了因
定效果
的系统
因素。
［参考文献］
［1］黄少荣•粒子群优化算法综述［J］-计算机工程与设
计,2009,30(8)：1977-19,0.
［(］朱蓉，靳雁霞，范卫华•融合优质粒子分布的粒子群
优化算法［J］.小
算 系统，2015,36(3)：
576-580.
->=104,其最优目标值为236 960„ 20次优化过程得到最优目
于2.4 $ 105的次数为8，因此找到
解的
为
40%。用所得的20 PID数
进
，结果图3所
示，可见采用QPSO算法 热 控制 PID数进 ：
的效果好， 错的 算法
到致 解的
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１ １１ 被控对 象 的 Ｃ ．． ＡＲＭＡ 数 学模 型描 述
受控过程的数学模型可用受控 自回归滑动平均
（ ＡＲ Ｃ ＭＡ） 型 描述 。考 虑结 构参 数 Ｄ 、ｂ和 ｄ 输 模 ａｎ （ 出延迟数 ） 已知时 的输 入输 出模 型 ：
图 １ 自校 正 Ｐ Ｄ控 制 系 统 结 构 Ｉ
Ａ （ 一 ） ｔ 一 Ｂ（ 一 ） ｔ ｄ ＋ Ｃ（ 一 ） （ ） （ ） ｚ ｙ（） ｚ ｕ（ — ） ｚ ｅ ｔ １
自校 正 Ｐ Ｄ控 制 吸 收 了 自适 应 控制 和 常规 Ｐ Ｄ Ｉ Ｉ
其中：
Ａ （ 一 ） １ ａ Ｚ ａｚ 。 … ＋ ａ 一 ｚ 一 ＋ １一 ＋ ２一 ＋ ｚ Ｂ（ ） ｂ ＋ ｂ ｚ ＋ ｂ Ｚ ＋ … ＋ ｂ ｂ ｚ＝ ｏ １ ２ ｚ
：
ｂｂＣ ・ ａ 数 据信 息 向量为 ： ， ・ ｔ Ｃ］ 根 据 Ｎ 次观 测 ｛（）ｕ ｉ：一１２ … ， ａ＋ｎ ｙ ｉ，（）ｉ ， ， Ｎ， ｂ
乘 法 ， 算 法描述 如 下 。 其
其 中方 程 （） Ｋ ， －Ｔ ５对 Ｔ ， ｏ有唯一 的解 。
根 据式 （ ） １ 可得 ：
ｙ（） ｔ 一 （ ） ＋ ｅ ｔ ｔＯ （） （） ２
其 中未 知 参数 向量 ０为 ｅ ＝ ａ ”， ， “， ａ ｂ
Ｋｐ＝一 ｇ ＋ｇ ） （ ２ Ｊ
构 由三部 分构 成 ： 最小 二乘 递推 参数 估计 、 控制 器 的 参 数 设计 和 ＰＤ 控制 器 ， 控 制系 统 结构 如 图 １所 Ｉ 其
示。
在 线 采 集 被 控 对 象 的 输 入 量 Ｕ ｔ和 输 出 量 Ｙ （）
后根据参数的变化 ， 调整 ＰＤ控制参数使系统达到 Ｉ 期 望 的输 出 ， 以提 高 系统 的 稳定性 、 响应 以及 控制精
收稿 日期 ：０ １ ８ ５ ２ １ 一Ｏ —２
Ｃ（ ） １ Ｃｚ ｃｚ 。 … ＋ Ｃ Ｚ ｚ 一 ＋ １一 ＋ ２ 一 ＋ 一
｛ （） 和 ｛ （）分 别是模型 的输入和输 出序 ｕｔ） Ｙ ｔ）
３ ８
列 ，ｅ ｔ ） ｛ （） 为零 均值 白噪声 序列 。
内蒙 古 石 油化 工
大 惯性 大 迟 延对象 的 控制 一直 是控 制领 域研 究
的焦 点 问题 。再热 汽 温控 制便 属于 这类 复 杂 的控制 系统。 自校 正Ｐ Ｄ 控制 系 统 ， 自适 应 控制 与经 典 的 Ｉ 将
ＰＤ 控 制 相 结合 ， 好地 解 决 了在 系 统模 型 不能 精 Ｉ 很 确 确 定 情 况 下 ， 类大 惯 性 、 延时 系 统 ， 外界 干 这 大 在 扰 严重 情 况下 的 控制 问题 。在外界 干 扰使 系统 的参 数 发 生 波 动 时 ， 过 在 线辨 识 ， 到 系 统 的 参数 ， 通 得 然
控 制 器 两 者 的优 点 ， 目前 应 用 最 广 的一 类 自适 应 是
控 制 方 法 ； 基 本 思 想是 把 未 知 被 控 对象 参 数 即 参 其 数 的估 计 递推 算 法与 各 种不 同类 型 的 ＰＤ控制 算 法 Ｉ 结 合 起 来 ， 成 一个 能 自动 校 正 控 制 器参 数 的 实 时 形
输 出 Ｕ（） ｔ 对被 控 对象 进 行控 制 ， 的动 态性 能 的优 它
劣 依 赖于 极 点位 置 的 正 确与 否 ， 要 将 极 点 的位 置 需
配置好 。
Hale Waihona Puke １ １ 自校正控 制 系统各 部 分 的数 学 描述 ．
下 面 分别对 自校正 Ｐ Ｄ 控制 系统 各部分 进 行数 Ｉ 学描述 及 算法说 明 。
带遗 忘 因子 的最 小二 乘 实 时参数 估 计算 法 和 带数 字滤 波器 的 增量 式 Ｐ Ｄ控 制 算法 ， Ｉ 同时给 出 了极 点 配 置 自校 正 Ｐ Ｄ 的 整定 方 法过 程 ， 立 Ｐ Ｄ 参 数 与 系 统参 数 及 控 制性 能 指标 之 间的 关 系 式 ， Ｉ 建 Ｉ 并进 行 了 ＭＡＴＬ ＡＢ仿 真 。
关键 词 ： 热器 ； 数估 计 ； 点配置 ； 再 参 极 温度 控 制
中图分类号 ： Ｑ３ ５ Ｔ ５
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：０ ６ ７８ （Ｏ １ １一ｏ ３一Ｏ １ ０－ ９ １２ １ ）８ ０７ ３
的计算 机 控制 系统 。参 数估 计和 控制 器 的设计 可 以
分开 进 行 ， 自校 正 能力 是 通 过 在 线辨 识 体 现 出来 其 的 。本 文采 用 的极点 配置 自校 正 Ｐ Ｄ 控制 器原 理结 Ｉ
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内 蒙 古 石 油化 工
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自校正 Ｐ Ｄ算法在再热 器中的应用 Ｉ
李 志 明
（ 神华准格 尔能源有限责任公司 一大准铁路公 司车辆段 点岱沟列检所）
摘 要 ： 针对 再 热器 的温度 控 制 问题 ， 计 了一 种极 点配 置Ｐ Ｄ控 制器 。 出 了 设 Ｉ 给 ＣＡＲ ＭＡ 模 型 ， 引入
度 。因此 将 自校 正 ＰＤ算 法 应用 在 火 电厂再 热器 中 Ｉ 可 以取得 比较 的效果 。
１ 自校 正 Ｐ Ｄ控 制 器设 计 Ｉ
（）根 据这 些 量应 用递 推 最小 二乘 法 算 出被控 对 象 ｔ，
的参数估计０根据这些参数估计结果按照系统控制 ， 性能指标要求利用极点配置整定方法计算 出Ｐ ＩＤ 、、 三参数 ， 最后根据数字增量式 Ｐ Ｄ算法得到控制器 Ｉ
ｕＺ１ （－） 一
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ｅ ｚ１ （－ ） （） ５
１ １２ 实时参数估计算法 ．．
式 （ ） ａ（一１ ２ … ， 和 ｂ （＝ １ ２ … ， ｂ １ 中 ｉｉ ， ， ｎ ） ｊｊ ， ， ｎ ） 及 Ｃ（ 一１ ２ … ，ｅ均为 未 知参 数 ， ｋ ， ， ｎ） 需要 在 线辨 识 。 本 文仿 真的 实时 参数 估计 采用遗 忘 因子递 推最 小二