自抗擾控制及其在一類熱工控制系統中的應用研究.pdf

1、火力發電機組具有大時滯、大慣性、非線性、強擾動、多變量耦合等特點，隨著我國電力工業的迅速發展，火力發電機組正在向高參數、大容量以及高自動化方向轉變，這對控制品質的要求也越來越高。常用的PID控制器難以取得令人滿意的控制效果，而自抗擾控制作為一種新的控制策略，已經在眾多領域得到了研究和應用。本文的主要研究內容是選擇雙曲正切函數作為加速度函數，得到了性能優良的跟蹤微分器；在一種改進的自適應遺傳算法的基礎上，設計了一種自抗擾控制器的參數整定方

2、法；最后將其應用到火力發電機組中，進行了仿真實驗。
　　 本文首先設計了一種新的跟蹤微分器。對幾種常用的跟蹤微分器進行了分析和比較，設計了一種基于雙曲正切函數形式的加速度函數。與常用的幾種跟蹤微分器相比，本文設計的雙曲正切跟蹤微分器沒有采用其他幾種跟蹤微分器采用的分段函數和符號函數，有利于進行理論分析。在對其進行了穩定性分析之后，進一步闡述了選擇雙曲正切函數作為跟蹤微分器的加速度函數的依據并總結了幾點參數調整經驗。最后，對幾種典

3、型輸入信號進行了仿真研究，結果表明本文設計的跟蹤微分器對輸入信號具有較好的跟蹤、微分性能。
　　 自抗擾控制器的參數整定比較困難，尤其是針對具有大時滯、非線性、多擾動等控制問題。本文針對這個問題，研究了一類改進的自適應遺傳算法，并在此基礎上，設計了基于改進自適應遺傳算法的自抗擾控制參數整定方法。該方法首先按照自抗擾控制參數整定的參數整定經驗，初步確定跟蹤微分器、擴張狀態觀測器、非線性誤差反饋控制律的參數，以縮小參數整定范圍；適應

4、度函數的選取考慮了ITAE指標、控制信號的約束、控制能量的限制等問題。
　　 最后研究了自抗擾控制在一類火力發電機組控制對象中的應用。針對循環流化床床溫控制對象在三個不同負荷下的傳遞函數模型和一個超臨界600MW直流鍋爐過熱器在四個不同負荷下的傳遞函數模型，分別采用了自抗擾控制方法進行仿真。自抗擾控制器的跟蹤微分器采用本文提出的跟蹤微分器，擴張狀態觀測器和非線性誤差反饋控制律的參數整定采用本文提出的優化方法。在階躍響應、魯棒性實