專利名稱：過程自適應(yīng)控制方法及過程控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及過程自適應(yīng)控制技術(shù)及控制系統(tǒng)，尤其涉及適合于根據(jù)過程特性(甚至當(dāng)過程屬于分布參數(shù)系統(tǒng)時(shí))獲得良好控制特性的過程自適應(yīng)技術(shù)及控制系統(tǒng)。
在被控制過程中，有些是以其被控時(shí)顯著的慢響應(yīng)為特征的。例如，熱電廠的控制是以蒸汽溫度的響應(yīng)為持征的。例如，主蒸汽溫度的時(shí)間常數(shù)長達(dá)10至20分鐘。因此，在常規(guī)的反饋控制中存在這樣的問題，即主蒸汽溫度隨負(fù)荷指令的大幅變化而大幅變化并且變化導(dǎo)致汽輪機(jī)的熱應(yīng)力的增加并縮短了其使用壽命。由于這個(gè)問題，因此難于控制一個(gè)熱電站。
為了解決這個(gè)問題，提出了一種包含一個(gè)熱電廠模型的控制系統(tǒng)，用這個(gè)模型預(yù)測電廠的極近將來的動(dòng)作，并根據(jù)這個(gè)預(yù)測的結(jié)果確定控制輸入。
對于在確定控制輸入時(shí)采用一個(gè)模型的控制技術(shù)，必須建立一個(gè)模型并調(diào)整該模型的參數(shù)。為此已經(jīng)提出了幾種方法，它們包括在下列文獻(xiàn)中研究的過程自適應(yīng)控制技術(shù)(1)Y.Sato等，“熱電廠的蒸汽預(yù)測控制”，IEEE/PES1984 Winter Meeting，Dallas，Texas，U.S.A.1984年1月29日～2月3日，(2)Sato等，“采用卡爾曼濾波器的鍋爐蒸汽溫度的預(yù)測控制”The 18th SICE(Society of Instrumentation andControl Engineers)Lecture，1201，1979年8月29日～9月1日，(3)Y.Sato等，“熱電廠的蒸汽溫度預(yù)測控制”，IEEE Trans.on Power Apparatus and Systems，PAS-103卷，第9期，9月(1984年)，2382-2387頁。在這些論文中，過程自適應(yīng)控制技術(shù)應(yīng)用于一個(gè)熱電廠。在這些研究中采用的預(yù)測模型是一個(gè)集總參數(shù)模型，其中末級過熱器的特性是用一個(gè)物理公式表示的。這個(gè)模型將前級過熱器的出口蒸汽溫度處理成一個(gè)干擾并預(yù)測末級過熱器的出口蒸汽溫度，即主蒸汽溫度。
隨著現(xiàn)在電力需求的增加，白天與夜晚之間的電力需求已變得明顯。因此，甚至在一個(gè)大功率的熱電廠中需要進(jìn)行負(fù)荷跟蹤操作(中負(fù)荷操作)和日常的啟-停(DSS)操作。為了滿足這些要求，必須改善熱電廠控制系統(tǒng)的起動(dòng)控制特性和負(fù)荷跟蹤特性。
然而，在一個(gè)常規(guī)的預(yù)測控制中難于滿意地滿足這些要求。這是因?yàn)檎缭谏鲜稣撐闹忻枋龅媚菢右粋€(gè)熱電廠近似于一個(gè)集總參數(shù)模型。
一個(gè)熱電廠包括多個(gè)熱交換器，例如爐水壁、第一級過熱器、第二級過熱器及第三級過熱器。當(dāng)水從上游向下游流經(jīng)這些熱交換器時(shí)，它從燃?xì)庵形漳芰坎⒆兂烧羝缓笞兂蛇^熱蒸汽。也就是說，熱電廠屬于分布參數(shù)系統(tǒng)。盡管如此，上述現(xiàn)有技術(shù)采用一個(gè)集總參數(shù)模型來近似末級過熱器，由這個(gè)模型預(yù)測在極近將來熱電廠的動(dòng)作，并基于該預(yù)測的結(jié)果確定控制輸入。由于以上矛盾在預(yù)測中不可能考慮前級過熱器出口蒸汽溫度的變化，因而現(xiàn)有技術(shù)存在不能改善預(yù)測性能和不能期望可控性的問題。因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)將基本上屬于一個(gè)分布參數(shù)系統(tǒng)的熱電廠近似成一個(gè)集總參數(shù)系統(tǒng)，所以不可能在技術(shù)上精確仿真一個(gè)電廠特性。因此，即使采用那個(gè)模型來預(yù)測在極近將來電廠的動(dòng)作，也存在改善預(yù)測精度和改善可控性的某種限制。
在如上的常規(guī)模型中，尚未設(shè)計(jì)參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整。對于常規(guī)模型存在這樣一個(gè)問題，即象根據(jù)電廠的操作數(shù)據(jù)操作員或維護(hù)人員手動(dòng)調(diào)整參數(shù)那樣，參數(shù)的調(diào)整花費(fèi)較長的時(shí)間。
本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種過程自適應(yīng)控制技術(shù)及過程控制系統(tǒng)，它能控制采用一個(gè)能精確地仿真一個(gè)屬于分布參數(shù)系統(tǒng)的電廠特性的模型的過程。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種過程自適應(yīng)控制技術(shù)，它能自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，從而減少調(diào)整所需的時(shí)間。
為了實(shí)現(xiàn)上述第一目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)模式提供了一種過程自適應(yīng)控制技術(shù)，它包括一個(gè)過程模型并用這個(gè)模型確定控制輸入，其特征在于，過程模型是由延遲時(shí)間因子與基于物理公式的集總參數(shù)模型的組合而構(gòu)成，構(gòu)成模型的物理公式的一部分或全部變量通過延遲時(shí)間因子(而其余的直接地)輸入給上述集總參數(shù)模型的物理公式，進(jìn)行計(jì)算以找出該過程的狀態(tài)量，并利用狀態(tài)量確定控制輸入。
上述過程可以由一個(gè)或多個(gè)子過程構(gòu)成，其中上述狀態(tài)量是控制輸入。這里，每一個(gè)子過程的模型可以由延遲時(shí)間因子與基于物理公式的集總參數(shù)模型的組合而構(gòu)成。此外，過程可以以這樣的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，即兩個(gè)或多個(gè)子過程順序連接，由上游子過程模型的物理公式獲得的狀態(tài)量用作為下游子過程模型的一個(gè)輸入變量，該狀態(tài)量通過下游子過程的延遲時(shí)間因子輸入給該下游子過程模型的物理公式，由這些模型獲得每一個(gè)子過程的預(yù)測狀態(tài)量，并且用這些預(yù)測值確定控制輸入。
為了實(shí)現(xiàn)第二個(gè)目的，根據(jù)本發(fā)明的另一模式可以在上述結(jié)構(gòu)上添加另一個(gè)結(jié)構(gòu)，其中通過借助于爬山算法(mountaineeringmethod)、模糊外推法或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的任何一種或其組合確定過程模型的參數(shù)，來完成過程模型的校正。
另外，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)模式提供了另一種過程自適應(yīng)控制技術(shù)，它包括一個(gè)過程模型并且利用這個(gè)模型確定控制輸入，其特征在于，上述過程模型由一個(gè)或多個(gè)子過程構(gòu)成，其中上述狀態(tài)量是控制輸入，并且每一個(gè)子過程的模型由基于物理公式的集總參數(shù)模型所構(gòu)成；而且兩個(gè)或多個(gè)子過程順序連接，由上游子過程模型的物理公式獲得的狀態(tài)量用作為一個(gè)輸入變量并輸入給該下游子過程模型的物理公式，由這些模型獲得每一個(gè)子過程的預(yù)測狀態(tài)量，并且用這些預(yù)測值確定控制輸入。
另外，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)模式提供了一種過程控制系統(tǒng)，它根據(jù)對過程的期望值以及該過程的狀態(tài)量確定過程的控制輸入，其特征在于，包括一個(gè)過程模型并具有一個(gè)狀態(tài)量預(yù)測系統(tǒng)，以用該模型預(yù)測過程的狀態(tài)量；該預(yù)測系統(tǒng)包括一個(gè)模型，該模型由至少一個(gè)延遲時(shí)間因子與基于物理公式的集總參數(shù)模型的組合所構(gòu)成；而且該模型通過延遲時(shí)間因子接收構(gòu)成該模型物理公式的一部分或全部變量的輸入，并且也直接接收其余的變量，并且借助于該物理模型執(zhí)行一個(gè)操作，以計(jì)算并輸出過程的狀態(tài)量，其中輸入變量是控制輸入和過程的狀態(tài)量。
更特別地是提供了這樣一個(gè)系統(tǒng)，即，熱電廠的每一個(gè)熱交換器的模型是由延遲時(shí)間因子與基于物理公式的集總參數(shù)模型的組合所構(gòu)成，并且將給定的熱交換器模型結(jié)合進(jìn)一個(gè)模型，以借助于該模型預(yù)測在極近將來熱電廠的動(dòng)作，并根據(jù)預(yù)測的結(jié)果確定熱電廠的控制輸入。此外，對基于物理公式的集總參數(shù)模型構(gòu)造一個(gè)卡爾曼濾波器。以用這個(gè)卡爾曼濾波器估計(jì)狀態(tài)變量的值，并根據(jù)估計(jì)值預(yù)測在極近將來熱電廠的動(dòng)作。
例如，可以把一個(gè)熱電廠設(shè)想為本發(fā)明應(yīng)用的一個(gè)典型過程。在這個(gè)應(yīng)用中，因?yàn)闊犭姀S的每一個(gè)熱交換器的模型是由延遲時(shí)間因子與基于物理公式的集總參數(shù)模型的組合而構(gòu)成的，所以可以精確地仿真基本上屬于分布參數(shù)系統(tǒng)的每一個(gè)熱交換器的特性。因?yàn)閷⑦@些熱交換器模型結(jié)合進(jìn)一個(gè)模型并且用這個(gè)模型預(yù)測在極近將來熱電廠的動(dòng)作，所以可以改善預(yù)測精度，因?yàn)楦鶕?jù)這個(gè)預(yù)測的結(jié)果確定熱電廠的控制輸入，所以也可以改善可控性。
因?yàn)槔脽犭姀S的操作數(shù)據(jù)通過爬山算法調(diào)整模型的參數(shù)，所以能自動(dòng)地調(diào)整參數(shù)并減少調(diào)整所需的時(shí)間。
因?yàn)榻柚谏窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)整模型的參數(shù)，所以也能自動(dòng)地調(diào)整參數(shù)并減少調(diào)整所需的時(shí)間。采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)比采用爬山算法可以減少更多的調(diào)整時(shí)間。
因?yàn)榻柚谀：馔品ㄕ{(diào)整模型的參數(shù)，所以也能自動(dòng)地調(diào)整參數(shù)并減少調(diào)整所需的時(shí)間。采用模糊外推法(象采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)那樣)比采用爬山算法能減少更多的調(diào)整時(shí)間。


圖1是顯示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2是顯示一個(gè)熱電廠輪廓的說明圖；圖3是顯示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的蒸汽溫度預(yù)測系統(tǒng)細(xì)節(jié)的方框圖；圖4是顯示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的預(yù)測單元細(xì)節(jié)的方框圖；圖5是顯示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的水/蒸汽與煙氣溫度之間的關(guān)系的說明圖；圖6是顯示構(gòu)成本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的校正系統(tǒng)的細(xì)節(jié)的說明圖；圖7是顯示構(gòu)成本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的熱電廠控制系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)的方框圖；圖8是顯示圖7所示系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的方框圖；圖9是顯示圖7所示系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例子的方框圖圖10是顯示熱交換器的集總參數(shù)系統(tǒng)的原理的說明圖；圖11是比較不同實(shí)施例的響應(yīng)特性的曲線圖；圖12是顯示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的蒸汽溫度控制結(jié)構(gòu)的方框圖；圖13是顯示圖12所示系統(tǒng)的響應(yīng)的曲線圖，其中采用當(dāng)前值給出控制并使用一個(gè)預(yù)測模型觀察其變化；圖14是通過仿真評價(jià)圖12所示系統(tǒng)的曲線圖，其中采用由預(yù)測模型的預(yù)測值給出控制；圖15是顯示用于校正在本發(fā)明過程控制中的預(yù)測模型的靜態(tài)特性的過程的流程圖；圖16是顯示用于校正在本發(fā)明過程控制中的預(yù)測模型的動(dòng)態(tài)特性的過程的流程圖；圖17是顯示用于在本發(fā)明過程控制中通過爬山算法校正預(yù)測模型參數(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)輪廓的方框圖；圖18是顯示通過爬山算法校正參數(shù)的原理的說明圖；圖19是顯示用于在本發(fā)明過程控制中通過模糊外推法校正預(yù)測模型參數(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)輪廓的方框圖；圖20是顯示通過模糊外推法校正參數(shù)的原理的說明圖；圖21是顯示通過模糊外推法校正參數(shù)的過程的說明圖22是顯示用于建立校正參數(shù)的模糊外推模型的過程的流程圖；圖23是顯示用于在本發(fā)明過程控制中通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法校正預(yù)測模型參數(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)輪廓的方框圖；圖24是顯示通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法校正參數(shù)的原理的說明圖；圖25是顯示用于建立校正參數(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的過程的流程圖。
下面參照附圖給出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。首先解釋在這個(gè)實(shí)施例中要控制的熱電廠的輪廓。圖2顯示了一個(gè)燃煤熱電廠的例子。
空氣由吸風(fēng)機(jī)101經(jīng)空氣預(yù)熱器102預(yù)熱，由主送風(fēng)機(jī)103加速，并送入磨煤機(jī)107。另一方面，由給煤機(jī)馬達(dá)105驅(qū)動(dòng)的給煤機(jī)106將煤斗104中的煤傳輸入該磨煤機(jī)107。在磨煤機(jī)107中磨碎的煤然后與空氣一起送入鍋爐126中的燃燒器127并在那里燃燒。
已燃?xì)鈱⒔?jīng)過省煤器(ECO)130、爐水壁(WW)108和第一級過熱器(1SH)109的水變成蒸汽。蒸汽經(jīng)過第一級噴水減溫器(SP1)116并由第二級過熱器(2SH)過熱，并經(jīng)過第二級噴水減溫器(2SP)120并進(jìn)一步由第三級過熱器(3SH)111過熱，然后經(jīng)過主蒸汽管和主蒸汽調(diào)整器121進(jìn)入高壓汽輪機(jī)122。由高壓汽輪機(jī)122出來的蒸汽經(jīng)第一級中間再熱器112和第二級中間再熱器113中間再熱，然后進(jìn)入中/低壓汽輪機(jī)。
高壓汽輪機(jī)122和中/低壓汽輪機(jī)123驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)124發(fā)電。從中/低壓汽輪機(jī)出來的蒸汽由冷凝器125冷凝。給水泵117將凝結(jié)水再次送入鍋爐126的省煤器130。出自給水泵117的給水分別經(jīng)過第一級噴水減溫器控制閥115和第二級噴水減溫器控制閥119送至第一級噴水減溫器116和第二級噴水減溫器120中。出自給水泵117的給水經(jīng)過中間再熱噴水減溫器控制閥131也送入中間再熱噴水減溫器(SP3)132。鍋爐126裝備有用以再循環(huán)已燃?xì)獾臒煔庠傺h(huán)風(fēng)機(jī)114。鍋爐126也裝備有用以控制排氣的引風(fēng)機(jī)118。
該熱電廠裝備有用于檢測電廠狀況的多個(gè)傳感器。它們是用于測量主蒸汽壓力(PMS)的傳感器S1、用于測量第一級過熱器出口蒸汽溫度(T1SH)的傳感器S2、用于測量排氣中的氧含量(O2)的傳感器S3、用于測量爐壓(PWW)的傳感器S4、用于測量第二級過熱器出口蒸汽溫度(T2SH)的傳感器S5、用于測量主蒸汽溫度(TMS)的傳感器S6、用于測量中間再熱蒸汽溫度(TRS)和第一級中間再熱器出口蒸汽溫度(T1RH)的傳感器S7和S9、以及用于測量發(fā)電機(jī)124的發(fā)電輸出(MW)的傳感器S8，每一個(gè)傳感器如圖2所示。此外，用于測量蒸汽流量、壓力和溫度的流量傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器安裝在第一級過熱器109、第二級過熱器110和第三級過熱器111的入口或出口，但在圖中均未顯示它們，以同樣的方式，用于測量蒸汽流量、壓力和溫度的流量傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器安裝在第一級中間再熱器112和第二級中間再熱器113的入口或出口。來自上述傳感器S1至S9和上述流量、壓力和溫度傳感器的輸出信號傳送給下面將描述的主控制單元和子回路控制單元。上述中間再熱噴射器132用作為備用設(shè)備，它僅當(dāng)溫度超過限度時(shí)才操作。
在這個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)這些傳感器信號控制熱電廠。在這個(gè)實(shí)施例中的控制就其功能包括一個(gè)主控制單元和一個(gè)用于主控制單元的子回路控制單元。圖7概略顯示了其結(jié)構(gòu)。
如圖7所示，主控制單元1000包括一個(gè)常規(guī)控制系統(tǒng)(1100系統(tǒng))和一個(gè)預(yù)測控制系統(tǒng)(1200系統(tǒng))，常規(guī)控制系統(tǒng)控制快響應(yīng)項(xiàng)(例如主蒸汽壓力)。預(yù)測控制系統(tǒng)控制慢響應(yīng)項(xiàng)(例如主蒸汽溫度)。常規(guī)控制系統(tǒng)包括主蒸汽壓力控制單元1101、氧氣控制單元1102、爐壓控制單元1103、以及主單元1104，主單元1104接收一個(gè)負(fù)荷指令輸入并給汽輪機(jī)控制和鍋爐控制輸出相應(yīng)的要求操作指令。預(yù)測控制系統(tǒng)包括控制和處理功能，它們是第一級過熱器出蒸汽溫度控制單元1201、第二級過熱器出口蒸汽溫度控制單元1202、主蒸汽溫度控制單元1203、及中間再熱蒸汽溫度控制單元1204。
在常規(guī)控制系統(tǒng)中，也設(shè)置有校正單元1105、校正單元1106、校正單元1107、校正單元1108、校正單元1109、校正單元1110、及校正單元1111。校正單元1105根據(jù)來自上述蒸汽壓力控制單元1101的控制輸入校正來自上述主單元1104的要求操作指令并輸出一個(gè)給水控制的操作指令，校正單元1106根據(jù)來自第一級過熱器輸出蒸汽溫度控制單元1201的控制輸入校正來自所說校正單元1105的輸出并輸出一個(gè)燃料控制的操作指令，校正單元1107根據(jù)來自氧氣控制單元1102的控制輸入校正來自所說校正單元1106的輸出并輸出一個(gè)空氣控制的操作指令，校正單元1108根據(jù)來自爐壓控制單元1103的控制輸入校正來自所說校正單元1107的輸出并輸出一個(gè)排氣控制的操作指令，校正單元1109根據(jù)來自第二級過熱器出口蒸汽溫度控制單元1202的控制輸入校正來自所說校正單元1105的輸出并輸出一個(gè)第一級噴水減溫器控制的操作指令，校正單元1110根據(jù)來自主蒸汽溫度控制單元1203的控制輸入校正來自所說校正單元1105的輸出并輸出一個(gè)第二級噴水減溫器的操作指令，校正單元1111根據(jù)來自中間再熱蒸汽溫度控制單元1204的控制輸入校正來自所說校正單元1105的輸出并輸出一個(gè)煙氣再循環(huán)控制的操作指令。
上述主單元1104接收對發(fā)電輸出進(jìn)行經(jīng)濟(jì)供電調(diào)度(ELD)控制以及對頻率進(jìn)行自動(dòng)頻率控制(AFC)的指令，對該熱電廠的負(fù)載變化率和負(fù)載變化范圍設(shè)置限制并對頻率進(jìn)行校正，然后計(jì)算和輸出相應(yīng)的操作指令。
第一級過熱器出口蒸汽溫度控制單元1201、第二級過熱器出口蒸汽溫度控制單元1202、主蒸汽溫度控制單元1203及中間再熱蒸汽溫度控制單元1204的每一個(gè)處理功能單元根據(jù)來自每一個(gè)相應(yīng)傳感器的信息為每一個(gè)期望值計(jì)算和輸出控制輸入。在圖7中，一個(gè)雙線方框顯示的處理單元執(zhí)行確定被控變量的預(yù)測控制。
在子回路控制單元2000中，設(shè)置有汽輪機(jī)控制單元2001、給水控制單元2002、燃料控制單元2003、空氣控制單元2004、排氣控制單元2005、第一級噴水減溫器控制單元2006、第二級噴水減溫器控制單元2007、以及煙氣再循環(huán)控制單元2008。汽輪機(jī)控制單元2001按收來自上述在單元1104的一個(gè)輸出信號和來自傳感器8的有關(guān)發(fā)電輸出的一個(gè)信號并控制主蒸汽調(diào)整器121，給水控制單元2002接收來自上述校正單元1105的一個(gè)輸出信號并控制給水泵117，燃料控制單元2003接收來自上述校正單元1106的一個(gè)輸出信號并控制給煤機(jī)馬達(dá)105，空氣控制單元2004接收來自上述校正單元1107的一個(gè)輸出信號并控制吸風(fēng)機(jī)103，排氣控制單元2005接收來自上述校正單元1109的一個(gè)輸出信號并控制引風(fēng)機(jī)118，第一級噴水減溫器控制單元2006接收來自上述校正單元1109的一個(gè)輸出信號并控制第一級噴水減溫器控制閥115，第二級噴水減溫器控制單元2007接收來自上述校正單元1110的一個(gè)輸出信號并控制第二級噴水減溫器控制閥119，煙氣再循環(huán)控制單元2008接收來自上述校正單元1111的一個(gè)輸出信號并控制煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)114。
上述系統(tǒng)例如是以如圖8所示的硬件結(jié)構(gòu)構(gòu)成的。也就是說，系統(tǒng)包括第一個(gè)主控制控制器1100、第二個(gè)主控制控制器1200及其它控制器。第一個(gè)主控制控制器1100共享上述主控制單元1000的常規(guī)控制系統(tǒng)的處理功能，第二個(gè)主控制控制器1200共享預(yù)測控制系統(tǒng)的處理功能，其它控制器由子回路控制單元2000的每一個(gè)處理單元所構(gòu)成，子回路控制單元2000包括汽輪機(jī)控制控制器2010、給水控制控制器2020、燃料控制控制器2030、空氣控制控制器2040、排氣控制控制器2050、第一級噴水減溫器控制控制器2060、第二級噴水減溫器控制控制器2070及煙氣再循環(huán)控制控制器2080。每一個(gè)這些控制器通過接收和發(fā)送信號的傳輸網(wǎng)絡(luò)相互連接。在這個(gè)實(shí)施例中，用于校正在預(yù)測控制中使用的預(yù)測模型的模型校正系統(tǒng)1300與該傳輸網(wǎng)絡(luò)相連接。每一個(gè)這些控制器和校正系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成。每一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(圖中未示出)例如可以這樣構(gòu)成，即包括一個(gè)中央處理單元、存儲器、接口及其它設(shè)備。
如圖9所示，將模型校正系統(tǒng)形成在第二個(gè)主控制控制器1200中構(gòu)成的系統(tǒng)是可以接受的。
在一個(gè)熱電廠的所有被控變量中蒸汽溫度是難于控制的。例如，它包括四個(gè)不同的溫度，即第一級過熱器出口蒸汽溫度T1SH、第二級過熱器出口蒸汽溫度T2SH、主蒸汽溫度TMS、及中間再熱蒸汽溫度TRS。為了控制這些蒸汽溫度，有四個(gè)控制輸入是可獲得的；即燃料流量Ff、第一級噴水減溫器流量FSP1、第二級噴水減溫器流量FSP2、及再循環(huán)煙氣流量Fgrf。本發(fā)明通過預(yù)測控制能夠控制這些變量。并且本發(fā)明的特征在于采用一種已有技術(shù)預(yù)測模型用于預(yù)測控制。
下面說明另一個(gè)實(shí)施例，其中本發(fā)明的預(yù)測控制用于上述熱電廠的蒸汽溫度控制。
圖1顯示了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，給出的實(shí)施例包括期望值預(yù)測系統(tǒng)2、蒸汽溫度預(yù)測系統(tǒng)3、控制輸入確定系統(tǒng)4、模型校正系統(tǒng)5、及開關(guān)6。期望值預(yù)測系統(tǒng)2求出熱電廠1的蒸汽溫度的預(yù)測期望值，蒸汽溫度預(yù)測系統(tǒng)3求出預(yù)測蒸汽溫度，控制輸入確定系統(tǒng)4根據(jù)預(yù)測期望值和預(yù)測蒸汽溫度確定控制輸入，模型校正系統(tǒng)5校正蒸汽溫度預(yù)測模型的參數(shù)，開關(guān)6選擇是采用預(yù)測系統(tǒng)的預(yù)測還是采用直接被控變量。期望值預(yù)測系統(tǒng)2、蒸汽溫度預(yù)測系統(tǒng)3、控制輸入確定系統(tǒng)4及開關(guān)6在第二個(gè)主控制控制器1200中實(shí)現(xiàn)，它執(zhí)行上述預(yù)測控制系統(tǒng)中的處理，模型校正系統(tǒng)5在計(jì)算機(jī)1300中實(shí)現(xiàn)，它構(gòu)成模型校正系統(tǒng)。
期望值預(yù)報(bào)系統(tǒng)2根據(jù)公式(1)預(yù)測蒸汽溫度極近將來的期望值r。在這個(gè)公式中，分別計(jì)算第一級過熱器出口溫度T1SH、第二級過熱器出口蒸汽溫度T2SH、主蒸汽溫度THS、及中間再熱蒸汽溫度TRS的期望值^r1、^r2、^r3、和^r4。^r1(k，n)＝r1(k)+a1(k)·n·ΔT^r2(k，n)＝r2(k)+a2(k)·n·ΔT……………(1)^r3(k，n)＝r3(k)+a3(k)·n·ΔT^r4(k，n)＝r4(k)+a4(k)·n·ΔT其中^r1(k，n)從當(dāng)前時(shí)刻k提前n個(gè)采樣周期時(shí)第一級過熱器出口蒸汽溫度T1SH的預(yù)測期望值；^r2(k，n)從當(dāng)前時(shí)刻k提前n個(gè)采樣周期時(shí)第二級過熱器出口蒸汽溫度T2SH的預(yù)測期望值；^r3(k，n)從當(dāng)前時(shí)刻k提前n個(gè)采樣周期時(shí)主蒸汽溫度TMS的預(yù)測期望值；^r4(k，n)從當(dāng)前時(shí)刻k提前n個(gè)采樣周期時(shí)中間再熱蒸汽溫度TRS的期望值r4的預(yù)測值；ri(k)當(dāng)前時(shí)刻k時(shí)蒸汽溫度的期望值ri(i＝1至4)；ai(k)當(dāng)前時(shí)刻k時(shí)蒸汽溫度的期望值ri的變化率(i＝1至4)；T采樣周期。
盡管在本實(shí)施例中根據(jù)極近將來的預(yù)測結(jié)果確定期望值。但是在本發(fā)明中沒有這樣的限制。
蒸汽溫度預(yù)測系統(tǒng)3利用一個(gè)蒸汽溫度系統(tǒng)模型預(yù)測極近將來的蒸汽溫度。在蒸汽溫度系統(tǒng)模型中，如圖3所示，熱電廠1的每一個(gè)熱交換器的模型由延遲時(shí)間因子301、302、303與基于物理公式的集總參數(shù)模型304的組合而構(gòu)成。在這個(gè)實(shí)施例中，這些熱交換器在水/蒸汽系統(tǒng)中從上游至下游順序連接，以使這個(gè)結(jié)構(gòu)允許從上游至下游傳輸?shù)乃?蒸汽的狀態(tài)發(fā)生變化。在這個(gè)實(shí)施例中，對每一個(gè)熱交換器的這些模型進(jìn)行積分并用于預(yù)測極近將來的蒸汽溫度。
集總參數(shù)系統(tǒng)的模型由按照每一個(gè)熱交換器的水/蒸汽系統(tǒng)和煙氣系統(tǒng)的能量守恒公式表示。煙氣溫度計(jì)算模型306用于煙氣溫度。這個(gè)煙氣溫度計(jì)算模型306根據(jù)燃料流量Ff、空氣流量Fa和煙氣再循環(huán)流量Fgrf計(jì)算煙氣溫度。
基于物理公式為集總參數(shù)模型304構(gòu)造卡爾曼濾波器305。該模型利用這個(gè)卡爾曼濾波器305估計(jì)狀態(tài)變量，并且通過積分并利用每一個(gè)熱交換器的上述模型，根據(jù)這個(gè)估計(jì)預(yù)測極近將來的蒸汽溫度。
如圖3所示，蒸汽流量Fs通過延遲時(shí)間因子302、蒸汽溫度Qsi-1通過延遲時(shí)間因子301、煙氣溫度Qsi-1通過延遲時(shí)間因子303均輸入給前級的集總參數(shù)模型(i)304，并且該模型(i)304輸出蒸汽溫度Qsi。此外，蒸汽流量Fs通過延遲時(shí)間因子302、從前級輸出的蒸汽溫度Qsi通過延遲時(shí)間因子301、煙氣溫度Qgi通過延遲時(shí)間因子303均輸入給后級的集總參數(shù)模型(i+1)304，并且該模型(i+1)304輸出蒸汽溫度Qsi+1。盡管圖3僅顯示了兩級熱交換器，但是在本發(fā)明中級數(shù)是不受限制的。
在這個(gè)實(shí)施例中，如圖4所示，延遲因子301、302和303由三次延遲因子近似，而三次延遲因子是由一階延遲因子串聯(lián)組成的。在這個(gè)實(shí)施例中，構(gòu)成延遲時(shí)間因子301的每個(gè)一階延遲因子的每一個(gè)時(shí)間常數(shù)設(shè)置成T1＝15秒。構(gòu)成延遲時(shí)間因子302的每個(gè)一階延遲因子的每一個(gè)時(shí)間常數(shù)設(shè)置成T2＝5秒。構(gòu)成延遲時(shí)間因子303的每個(gè)一階延遲因子的每一個(gè)時(shí)間常數(shù)設(shè)置成T3＝30秒。因此，延遲時(shí)間因子301的時(shí)間常數(shù)大約為45秒，延遲時(shí)間因子303的時(shí)間常數(shù)大約為150秒。另一方面，延遲時(shí)間因子302的時(shí)間常數(shù)比較小并且大約為15秒。因此，刪除延遲時(shí)間因子302是可能的。
在如圖10所示的模型的假設(shè)中，由能量守恒定律導(dǎo)出熱交換器的集總參數(shù)模型。圖10所示的模型假設(shè)為在這樣一種狀態(tài)，即蒸汽在構(gòu)成熱交換器的管壁的金屬的一側(cè)流動(dòng)而煙氣在另一側(cè)流動(dòng)并且熱量從煙氣通過金屬(如圖中的陰影區(qū)域所示)傳遞給蒸汽。在這個(gè)狀態(tài)中，因?yàn)榫哂腥肟跍囟萉gini和煙氣流量Fgi的煙氣接觸熱交換器的金屬，所以煙氣傳遞熱量Qgmi給金屬并然后以出口溫度Qgi流出。另一方面，因?yàn)榫哂腥肟谡羝麥囟萉gini和蒸汽流量Fgi的蒸汽接觸熱交換器的金屬，所以蒸汽從金屬接收熱量Qmsi然后以出口溫度Qsi流出，等于鍋爐煙氣流量FgBF的煙氣流量Fgi是空氣流量Fa、燃料流量Ff和再循環(huán)煙氣流量Fgrf之和，這將在后面描述。
基于象上面的物理公式，利用從能量守恒定律推導(dǎo)出的公式(2)和(3)表示集總參數(shù)模型，這將在后面描述。
在下面的公式中使用的符號表示如下。
V體積比重H焓F流速
Q傳遞的熱量M重量C比熱溫度P壓力A表面積對流導(dǎo)熱率輻射導(dǎo)熱率符號的下標(biāo)表示如下s水/蒸汽g煙氣m金屬gm煙氣至金屬ms金屬至水/蒸汽i第i級熱交換器水/蒸汽系統(tǒng)(即，管側(cè)流體)的能量守恒公式由公式(2)表示。管金屬系統(tǒng)的能量守恒公式由公式(3)給出。VsiγsidHsidt=(Hsini-Hsi)·Fsi-Amsiαnsi(θmi-θsi).......(2)]]>[公式3]Mmi·Cmidθmidt-Agmiαgmi(θrini-θmi)-Amsiαmsi(θmi-θsi).........(3)]]>其中，Vsi在熱交換器中管側(cè)流體(水/蒸汽)的體積(米3)γsi管側(cè)流體(水/蒸汽)的比重(公斤/米3)Hsi管側(cè)流體(水/蒸汽)的出口焓(千卡/公斤)Hgini管側(cè)流體(水/蒸汽)的入口焓(千卡/公斤)Fsi管側(cè)流體(水/蒸汽)的流速(公斤/秒)Amsi從管金屬至管側(cè)流體(水/蒸汽)的傳熱表面積(米2)Agmi從殼側(cè)流體(煙氣)至管金屬的傳熱表面積(米2)αmsi從管金屬到管側(cè)流體(水/蒸汽)的對流導(dǎo)熱率(千卡/米2·秒·度)αgmi從殼側(cè)流體(煙氣)至管金屬的對流導(dǎo)熱率(千卡/米2/·秒·度)Mmi熱交換器的管金屬的重量(公斤)Cmi管金屬的比熱(千卡/公斤·度)Qmi管金屬的溫度(度)Qsi管側(cè)流體(水/蒸汽)的出口溫度(度)Qgini殼側(cè)流體(煙氣)的入口溫度(度)i第i級熱交換器。
與管側(cè)流體(水/蒸汽)和金屬段相比，熱交換器的殼側(cè)流體(煙氣)的響應(yīng)非?？?。因此，應(yīng)當(dāng)理解能量守恒定律統(tǒng)計(jì)地應(yīng)用于上述情形。于是，熱交換器的出口煙氣溫度由以下公式給出。Ogini=η·Hu·Fi+Ha·Fa+Hgri·Fgri-Qww-QHEXCPg·FgBF....(4)]]>QWW=βWW{(ηHu·Fi+Hu·Fa+Hgrf·FgrfCPg·FgBF+273)/100}4·(4-1)]]>QHEX＝f(Ff)……………………………………………(4-2)η ＝f(Ff)……………………………………………(4-3)βWW＝f(Ff)……………………………………………(4-4)CPg＝f(Ff)……………………………………………(4-5)其中，燃料的熱效率Hu熱值(千卡/公斤)Ff燃料流量(公斤/秒)Ha空氣的焓(千卡/公斤)Fa空氣流量(公斤/秒)Hgrf再循環(huán)煙氣的焓(千卡/公斤)Fgrf再循環(huán)煙氣流量(公斤/秒)Cpg煙氣的比熱(千卡/公斤·度)βww爐膛的輻射導(dǎo)熱率FgBF鍋爐的煙氣流量(公斤/秒)Qww爐水壁吸收的熱量(千卡/秒)
QHEX除了爐冷壁之外由在煙氣側(cè)上游的其它熱交換器吸收的總熱量(千卡/秒)下面給出空氣的上述焓值Ha，其中空氣的比熱是Cpg，空氣的溫度是Qa。
另外，下面給出再循環(huán)煙氣的焓Hgrf，其中煙氣的比熱是Cpg并且靠近省煤器的煙氣溫度是Qge。
當(dāng)熱交換器的水/蒸汽系統(tǒng)的熱傳遞近似成一個(gè)恒壓過程時(shí)，應(yīng)用以下公式，在以下公式中省略了每一個(gè)熱交換器的級數(shù)i。dHsdt={∂Hs∂θs}Pdθsdt=CPsdθsdt··············(5)]]>Hs={∂Hs∂θs}Pθs+Hso=CPsθs+Hso··············(6)]]>CPs={∂s∂θs}P........................(7)]]>其中，Cps在恒壓時(shí)的比熱(千卡/公斤·度)Hso標(biāo)準(zhǔn)焓(千卡/公斤)在這個(gè)計(jì)算中，公式(7)近似于以下公式。
Cps＝(ΔHs/Δθs)p……(8)
用公式(5)和(6)代替公式(2)并整理之得到以下公式。dθsdt=-CPsFs-AmsαmsVsγsCPsθs+AmsαmsVsγsCPsθm]]>+FsVsγsCPs(Hsin-Hso)···········(9)]]>于是，將公式(3)變換成以下公式。dθmdt=AmsαmsMmCmθs-Agmαgm+AmsαmsMmCmθm]]>+AgmαgmMmCmθg·········(10)]]>整理公式(9)和(10)得到以下公式。dx1dt=A11x1+A12x2+B11u1··············(11)]]>dx2dt=A21x1+A22x2+B22u2·············(12)]]>A11=-CPsFs+AmsαmsVsγsCPs··············(13)]]>A12=AmsαmsVsγsCPs················(14)]]>A21=AmsαmsMmCm·············(15)]]>A22=-Agmαgm+AmsαmsMmCm················(16)]]>B11=FsVsγsCPs·················(17)]]>B22=AgmαgmMmCm·····················(18)]]>X1＝θs…………………………………………(19)X2＝θm…………………………………………(20)u1＝Hsin-Hso…………………………………………(21)u2＝θg…………………………………………(22)其中，Aij狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的元素Bij輸入矩陣的元素在上述公式(19)中，x1和u2是可測量量，而x2是不可測量量。從管金屬至水/蒸汽的導(dǎo)熱率αms及從殼側(cè)流體(煙氣)至管金屬的導(dǎo)熱率αgm分別由以下公式近似。
αms＝f(Fs) ……(23)αgm＝f(FgBF)……(24)按離散時(shí)間表示公式(11)和(12)得到以下公式，這是一個(gè)表示預(yù)測模型的物理公式。在這個(gè)詳細(xì)描述的帶下標(biāo)“m”的量意味著表示在一個(gè)矩陣中的量。
XM(k)＝AMXM(k-1)+BMUM(k-1)……(1Ca)其中，AM狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣(模型)BM輸入矩陣(模型)XM(k)在采樣時(shí)刻k的狀態(tài)(模型)量XM(k-1)在采樣時(shí)刻k-1的狀態(tài)(模型)量UM(k-1)在采樣時(shí)刻k-1的控制輸入(模型)下面，解釋用卡爾曼濾波器進(jìn)行狀態(tài)量估計(jì)和誤差估計(jì)。
如果在采樣時(shí)刻k時(shí)狀態(tài)量的估計(jì)為Xm而模型誤差為ε(k)，則下面的計(jì)算求出了在采樣時(shí)刻k時(shí)最大似然估計(jì)^Xm(k)。
XM(k)＝AMXM(k-1)+BMUM(k-1)+ε(k)…(10b)ε(k)＝K{XM(k)-～XM(k)} ……(10c)～XM(k)＝AM^XM(k-1)-BMUM(k-1) ……(10d)其中，k卡爾曼增益每一個(gè)熱交換器的單元模型采用上述模型公式以圖4所示的方框圖表示。即，每一個(gè)熱交換器的單元模型包括煙氣溫度計(jì)算模型306、對流單元307、延遲時(shí)間因子301、302和303、集總參數(shù)模型304以及卡爾曼濾波器305。煙氣溫度計(jì)算模型306根據(jù)燃料流量Ff、空氣流量Fa、煙氣再循環(huán)流量Fgrf、由爐水壁吸收的熱量Qww及由除了爐水壁在煙氣側(cè)上游中的其它熱交換器吸收的總熱量QHEX計(jì)算煙氣溫度Qgin。對流單元307將熱交換器的入口蒸汽溫度轉(zhuǎn)換成煙氣側(cè)流體(水/蒸汽)的入口焓Hsin。延遲時(shí)間因子301、302及303分別近似地給焓Hsin、蒸汽流量F3及煙氣溫度Qgin增加三次延遲。
預(yù)測模型的總結(jié)構(gòu)如圖5所示在圖5中，由給水泵117供給的水經(jīng)過省煤器(ECO)130并被爐水壁(WW)108加熱，然后經(jīng)過第一級過熱器109、第一級噴水減溫器116、第二級過熱器110、第二級噴水減溫器120、第三級過熱器111及主蒸汽調(diào)整器121進(jìn)入高壓汽輪機(jī)122。在這個(gè)順序中，由每一個(gè)過熱器109、110和111給出通過煙氣溫度計(jì)算而獲得的煙氣溫度Qg1SH、Qg2SH及Qg3SH，并且根據(jù)上述公式計(jì)算相應(yīng)的出口溫度。從高壓汽輪機(jī)出來的蒸汽經(jīng)過第一級中間再熱器112、中間再熱噴水減溫器132及第二級中間再熱器113進(jìn)入低壓汽輪機(jī)123。在這個(gè)順序中，由第一級中間再熱器112及第二級中間再熱器113給出通過煙氣溫度計(jì)算而獲得的煙氣溫度Qg1RH及Qg2RH，并且根據(jù)上述物理公式計(jì)算相應(yīng)的出口溫度。
這里，利用上述公式(10b)求出在采樣時(shí)刻k提前n個(gè)采樣周期的被控變量^Xm(k，n)而進(jìn)行系統(tǒng)預(yù)測。
在下面，檢驗(yàn)象上面進(jìn)行的預(yù)測特性。在這個(gè)檢驗(yàn)中，將僅對末級過熱器采用集總參數(shù)模型進(jìn)行的預(yù)測工作與象在這個(gè)實(shí)施例中描述得那樣采用延遲時(shí)間因子與集總參數(shù)模型的組合進(jìn)行的預(yù)測工作進(jìn)行比較。當(dāng)在每一種情況下測量對相同的控制輸入的響應(yīng)特性時(shí)，求出的結(jié)果如圖11(a)所示。從圖中清楚可見，當(dāng)僅采用集總參數(shù)模型進(jìn)行預(yù)測時(shí)，模型的響應(yīng)比對象的響應(yīng)快從而誤差變得更大。這導(dǎo)致由誤差引起的回拉作用(draw-back action)也變得更大從而使預(yù)測精度變得更差(圖11(b))。另一方面，在采用延遲時(shí)間因子與集總參數(shù)模型的組合的預(yù)測中，誤差變小，因?yàn)楸豢刈兞康捻憫?yīng)近似于對象的響應(yīng)特性因此回拉作用也變得更小且預(yù)測精度得到了改善(圖11(c))。
在這個(gè)實(shí)施例中，并行設(shè)置預(yù)測控制和常規(guī)控制以僅當(dāng)預(yù)測值的誤差落入一個(gè)特定范圍內(nèi)時(shí)才啟動(dòng)預(yù)測控制。圖1中的開關(guān)6用于這個(gè)目的。當(dāng)誤差大時(shí)執(zhí)行常規(guī)的PI(比例積分)控制并且當(dāng)誤差變小時(shí)切換到本發(fā)明的預(yù)測控制。
這個(gè)實(shí)施例由一個(gè)計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算并執(zhí)行。因此，模型公式按照如圖10(b)所示的離散時(shí)間表示。下面詳細(xì)解釋按照離散時(shí)間的模型公式的表示。
當(dāng)從上述能量守恒定律推導(dǎo)出的熱傳遞型模型(11)和(12)按照離散時(shí)間表示并用矩陣元素顯示時(shí)，得到以下公式。x1(k)x2(k)=φ11φ12φ21φ22x1(k-1)x2(k-1)··············(25)]]>+h11h12h21h22u1(k-1)u2(k-1)]]>下面，解釋用卡爾曼濾波器利用公式(25)估計(jì)狀態(tài)變量。
為了使用一個(gè)熱傳遞型模型的離散時(shí)間表示的公式(25)預(yù)測蒸汽溫度，蒸汽溫度Qs和管金屬溫度Qm的狀態(tài)變量在預(yù)測的起始值是必需的。然而，對管金屬溫度Qm采用一個(gè)估計(jì)值，因?yàn)樗遣豢蓽y量的，在這個(gè)實(shí)施例中，卡爾曼濾波器用于估計(jì)管金屬溫度Qm。
為了采用卡爾曼濾波器，公式(25)表示如下XM(k)＝ΦM(k-1)·XM(k-1)-HM(k-1)·UM(k-1)……(26)XM(k)=x1(k)x2(k)·················(27)]]>UM(k-1)=u1(k-1)u2(k-1)····················(28)]]>φM(k-1)=φ11(k-1)φ12(k-1)φ21(k-1)φ22(k-1)··············(29)]]>HM(k-1)=h11(k-1)h12(k-1)h21(k-1)h22(k-1)···················(30)]]>其中，XM(k)在采樣時(shí)刻k時(shí)狀態(tài)變量向量(蒸汽溫度Qs，管金屬溫度Qm)ΦM(k-1)在采樣時(shí)刻k-1時(shí)狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣HM(k-1)在采樣時(shí)刻k-1時(shí)輸入矩陣UM(k-1)在采樣時(shí)刻k-1時(shí)控制輸入此外，假設(shè)用公式(26)表示的系統(tǒng)觀測方程可以用以下公式表示。
YM(k)＝CM·XM(k)+VM(k)……(31)其中，YM(k)在采樣時(shí)刻k時(shí)預(yù)測向量(相應(yīng)于蒸汽溫度Qs)XM(k)狀態(tài)變量向量(蒸汽溫度Qs，管金屬溫度Qm)VM(k)觀測噪聲向量CM預(yù)測矩陣由公式(26)和(31)限定的卡爾曼濾波器用公式表示如下，其中上標(biāo)’表示轉(zhuǎn)置矩陣。
XM(k)＝～XM(k)+PM(k)·CM’·WM-1{YM(k)-CM·～XM(k)}……(32)～XM(k)＝ΦM(k-1)·^XM(k-1)+HM(k-1)·UM(k-1) ……(33)PM(k)＝{MM’-1(k)+CM’·WM-1·CM}-1……(34)MM(k)＝ΦM(k-1)·PM(k-1)·ΦM’(k-1)+HM(k-1)·UM(k-1)·HM’(k-1) …(35)其中，^XM(k)在采樣時(shí)刻k時(shí)被控變量XM(k)的最大似然估計(jì)/XM(k)在采樣時(shí)刻k時(shí)被控變量XM(k)的估計(jì)下面，解釋控制輸入確定系統(tǒng)4。
控制輸入確定系統(tǒng)4根據(jù)極近將來的預(yù)測期望值與極近將來的預(yù)測蒸汽溫度確定控制輸入。在這個(gè)實(shí)施例中執(zhí)行比例積分控制。[公式14]顯示了一個(gè)控制算法。Δuj(k)＝ui(k)-ui(k-1)＝Kpi[{ri(k，n)-yi(k，n)}-{ri(k-1，n)-yi(k-1，n)}]+Kli{ri(k，n)-yi(k，n)} ……(15)(i＝1～4)其中Kpi比例增益Kli積分增益Ui(k)在當(dāng)前時(shí)刻k時(shí)控制輸入U(xiǎn)i的變化模型校正系統(tǒng)5校正模型參數(shù)以使蒸汽溫度系統(tǒng)模型的特性符合熱電廠的特性。圖6顯示了模型校正系統(tǒng)5的結(jié)構(gòu)。下面參照這個(gè)圖解釋校正算法。
首先，借助于爬山算法校正模型參數(shù)，以使熱電廠的被控變量與由預(yù)測模型獲得的被控變量的估計(jì)值之間的誤差，即模型的誤差可以變小，并且采集和記錄這個(gè)校正的結(jié)果。
然后，把由爬山算法校正的這個(gè)模型的結(jié)果使用為示教數(shù)據(jù)，讓神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(神經(jīng)系統(tǒng))學(xué)習(xí)模型校正規(guī)則。當(dāng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過這個(gè)學(xué)習(xí)已經(jīng)學(xué)到模型校正規(guī)則之后，由這個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)測模型的校正。
類似地，基于由上述爬山算法校正的模型結(jié)果，把模型校正規(guī)則整理為模糊規(guī)則并通過這個(gè)整理的模糊規(guī)則進(jìn)行預(yù)測模型的校正。
在準(zhǔn)備上述模糊規(guī)則時(shí)，可以使用已經(jīng)學(xué)會(huì)模型校正規(guī)則的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。換句話說，從學(xué)會(huì)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入/輸出特性準(zhǔn)備模糊規(guī)則是可能的。
在模型校正時(shí)，系統(tǒng)測量電廠(或仿真器也是可能的)的時(shí)間響應(yīng)數(shù)據(jù)并根據(jù)該數(shù)據(jù)校正靜態(tài)特性，然后校正動(dòng)態(tài)特性。例如，可以由主控制器進(jìn)行校正，但也可以在另一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行。
通過將負(fù)荷量級以一個(gè)恒定的間距進(jìn)行變化而對每一個(gè)負(fù)荷量級進(jìn)行靜態(tài)特性的校正。如圖15所示，首先測量當(dāng)前負(fù)荷量級(步驟1501)，然后測量每一個(gè)過程量(步驟1502)，其中測量熱交換器的Fs、Qs、Ps、Fg、Pg、Qg及其它量。然后由這些量獲得水/蒸汽的焓(Hs)分布(步驟1503)。即，獲得每一個(gè)熱交換器的入口和出口處的水/蒸汽的焓(Hs)。然后，估計(jì)由水/蒸汽吸收的熱量(Qms、Qgm)的分布(步驟1504)。當(dāng)這些系統(tǒng)平衡時(shí)Qms等于Qgm。
接著，估計(jì)煙氣的焓(Hg)分布。這是利用在可測量溫度處的溫度及煙氣的比熱求出的(步驟1505)。例如，一個(gè)典型的可測量溫度處是靠近省煤器的地方。此外，估計(jì)煙氣溫度(Qg)的分布(步驟1506)。這是利用該焓分布和該比熱進(jìn)行估計(jì)的。然后，估計(jì)金屬溫度(Qm)的分布(步驟1507)。最后，估計(jì)導(dǎo)熱率(αms、αgm和βgm)(步驟1508)。
下面解釋動(dòng)態(tài)特征的校正。如圖16所示，給電廠(仿真器)施加輸入(例如階躍輸入和斜坡輸入)并測量電廠的時(shí)間響應(yīng)數(shù)據(jù)(步驟1601)。給出典型的輸入(例如增加燃料流量的指令)并測量響應(yīng)于輸入的第一級過熱器出口蒸汽溫度的變化數(shù)據(jù)。例如給模型設(shè)置可以由設(shè)計(jì)固定的起始參數(shù)(步驟1602)。然后，給電廠施加電廠的控制輸入和被控變量并估計(jì)模型的起始狀態(tài)(步驟1603)。然后，給模型施加輸入(例如階躍輸入和斜坡輸入)并計(jì)算對輸入的時(shí)間響應(yīng)(步驟1604)。另外還計(jì)算電廠與模型之間的時(shí)間響應(yīng)的誤差(步驟1605)。下一個(gè)步驟是判斷是否這個(gè)誤差收斂于一個(gè)特定的范圍內(nèi)(步驟1606)。如果它不收斂于該范圍內(nèi)，則修正模型的參數(shù)(步驟1607)。例如，可以采用爬山算法、模糊外推法或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行這個(gè)修正。然后程序返回步驟1603重復(fù)進(jìn)行這段操作直至誤差已收斂于一個(gè)特定的范圍內(nèi)才結(jié)束校正。
下面解釋用爬山算法修正模型的參數(shù)。圖17和18顯示了某些例子。
圖17是用于校正模型的系統(tǒng)的一個(gè)舉例結(jié)構(gòu)。在這個(gè)例子中，控制輸入U(xiǎn)M輸入給熱電廠(或仿真器也是可接受的)1和根據(jù)本發(fā)明的預(yù)測模型建立的預(yù)測系統(tǒng)3。響應(yīng)于這個(gè)輸入從熱電廠輸出狀態(tài)量XM并且從預(yù)測系統(tǒng)(模型由下標(biāo)m顯示)3輸出狀態(tài)量XmM。模型校正系統(tǒng)5測量這些輸出的誤差eM，用以下公式對其積分，并根據(jù)積分值的大小估計(jì)之。然后，系統(tǒng)用爬山算法修正參數(shù)以使積分值可以趨于最小。P1=∫0T{a1(x1-xm1)2+···+an(xn-xmn)2}dt→MIN.…………(35)]]>
圖18顯示了復(fù)合單純形法(complex method)的原理，它是從單純形法延伸而來的可用于具有約束條件的情形。復(fù)合單純形法是一種用以達(dá)到一個(gè)函數(shù)的最小值點(diǎn)的方法，即由一組(n+1)n維空間的點(diǎn)形成的一個(gè)單純形，參照具有最大函數(shù)值的一個(gè)點(diǎn)，抽取其余的點(diǎn)限定的一個(gè)超平面的一個(gè)鏡象以形成一個(gè)新的單純形，然后對這個(gè)新的單純形進(jìn)行相同的操作以形成另一個(gè)單純形，并重復(fù)進(jìn)行，從而達(dá)到最小值點(diǎn)。在圖18中用等值線顯示估計(jì)值。由于在這個(gè)例子中是要尋找最小值，所以等值線不代表峰值而是表示谷值。圖中的陰影區(qū)域顯示了約束條件。如果任伺點(diǎn)影響約束條件，都將被修正以不造成影響。
圖18中的例子顯示了用爬山算法修正兩個(gè)參數(shù)P1和P2的情形。即，首先給出參數(shù)P1和P2的起始值。設(shè)計(jì)值例如可以用于此目的。產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)并使它們作為這些參數(shù)也是可以接受的。這個(gè)點(diǎn)設(shè)置得如圖18中的坐標(biāo)點(diǎn)1所示。接著，通過產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)確定坐標(biāo)點(diǎn)2和3。然后，將這三個(gè)參數(shù)提供給仿真器和熱電廠的模型3，測量每一個(gè)狀態(tài)量的誤差，并用上述公式(36)對數(shù)據(jù)進(jìn)行積分。參照具有最大函數(shù)值的點(diǎn)(在這個(gè)例子中假設(shè)是點(diǎn)1)，從由點(diǎn)2和3限定的一個(gè)平面上抽取點(diǎn)1的鏡象。把它稱為點(diǎn)4。然后，用點(diǎn)2、3和4形成另一個(gè)單純形。該整數(shù)由點(diǎn)4表示，將積分值與點(diǎn)2和3進(jìn)行比較，并重復(fù)上述相同的步驟。如果點(diǎn)4不滿足約束條件，則向這一側(cè)移動(dòng)該點(diǎn)并在那設(shè)置一個(gè)新的點(diǎn)4。以這種方式，依次搜索到一個(gè)更高的估計(jì)值，在這個(gè)實(shí)施例中它是這些參數(shù)與最小可能誤差的組合。
關(guān)于爬山算法的細(xì)節(jié)，請參看“M.J.Box，一種具有其它算法的約束最優(yōu)化新算法，The Computer J.8卷，第1期(1985年)42-52頁”及“Kiyotaka Shimizu，系統(tǒng)控制與線性規(guī)劃(1991年2月10日發(fā)行)，76-79頁”。
以這種方式可以獲得最優(yōu)參數(shù)。在這個(gè)例子中需要校正的參數(shù)是延遲時(shí)間因子的時(shí)間常數(shù)。由于根據(jù)電廠的操作數(shù)據(jù)通過爬山算法調(diào)整在這個(gè)例子中的模型參數(shù)，所以可以自動(dòng)調(diào)整參數(shù)并且也可以減少調(diào)整所需的時(shí)間。
下面解釋更有效地進(jìn)行調(diào)整的另一種方法，其中采用由爬山算法修正的數(shù)據(jù)建立用于修正的模糊規(guī)則。圖19顯示了一個(gè)例子。
圖19顯示了一個(gè)模糊外推系統(tǒng)的例子的結(jié)構(gòu)。這個(gè)系統(tǒng)可以建立在模型校正系統(tǒng)5中。這個(gè)系統(tǒng)包括模糊規(guī)則部分1901、隸屬函數(shù)部分1902、及模糊外推部分(1903)。模糊規(guī)則部分1901中寫有模糊規(guī)則，隸屬函數(shù)部分1902中存貯著用于確定前捉的適應(yīng)及每一條規(guī)則的結(jié)論的隸屬函數(shù)，模糊外推部分根據(jù)由隸屬函數(shù)確定的自適應(yīng)性用模糊規(guī)則進(jìn)行外推。
在這個(gè)實(shí)施例中，如圖20(A)所示，應(yīng)注意兩個(gè)上升時(shí)間的比(Tm/T)，它們是響應(yīng)于增加的燃料流量(如階躍線所示)達(dá)到期望值的62％的模型(如虛線所示)的上升時(shí)間Tm和電廠的第一級過熱器的蒸汽溫度的上升時(shí)間T，并對它們確定規(guī)則，然后對在試探操作或仿真中測量的該比率(Tm/T)施加這些規(guī)則，根據(jù)確定的隸屬函數(shù)的適應(yīng)用模糊外推法校正參數(shù)，如圖20(B)所示。
以下規(guī)則例如存儲在模糊規(guī)則部分1901中。這個(gè)例子用修正因子C3來修正延遲時(shí)間因子303的時(shí)間常數(shù)T3。
規(guī)則1如果(Tm/T)變小，則增大T3的修正因子C3。
規(guī)則2如果(Tm/T)是正確的，則T3的修正因子是C3是正確的。
規(guī)則3如果(Tm/T)變大，則減小T3的修正因子C3。
在模糊外推部分1903中，如圖21所示，輸入(Tm/T)適應(yīng)于如圖20(B)所示的隸屬函數(shù)并得到適應(yīng)。然后獲得的適應(yīng)適于修正因子C3的隸屬函數(shù)，然后對包括適應(yīng)的一部分面積計(jì)算重心并確定相應(yīng)于重心的修正因子。由于對于圖中的例子由規(guī)則1和規(guī)則2求得適應(yīng)，所以在包括了每一條規(guī)則的前提適應(yīng)的一個(gè)整個(gè)面積上進(jìn)行重心的計(jì)算。
盡管在這個(gè)解釋中僅描述了關(guān)于第一級過熱器的一個(gè)例子，但是上述方法可以以同樣的方式應(yīng)用于其它過熱器。對于這些應(yīng)用，根據(jù)每一個(gè)應(yīng)用準(zhǔn)備合適的隸屬函數(shù)和規(guī)則。
例如，如圖22所示，準(zhǔn)備模糊外推模型。即，首先采集目標(biāo)參數(shù)必需的數(shù)據(jù)(步驟2201)。然后，抽取輸入與輸出變量之間的常數(shù)關(guān)系(步驟2202)。另外，在這個(gè)步驟中選擇使用什么樣的函數(shù)。然后，準(zhǔn)備模糊規(guī)則和隸屬函數(shù)(步驟2203)。現(xiàn)在，可以確定模型的結(jié)構(gòu)。最后，通過調(diào)整模糊規(guī)則和隸屬函數(shù)辨識模型的參數(shù)(步驟2204)。
根據(jù)這個(gè)例子，由于通過上述步驟確定了修正參數(shù)的因子，所以根據(jù)這個(gè)因子可以自動(dòng)地調(diào)整參數(shù)。此外因?yàn)槔秒姀S的操作數(shù)據(jù)用模糊外推法調(diào)整這個(gè)例子中的模型參數(shù)，所以可以自動(dòng)調(diào)整參數(shù)并縮短調(diào)整所需的時(shí)間。采用模糊外推法，象采用后面將解釋的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)那樣，可以比采用爬山算法縮短更多的調(diào)整時(shí)間。
除了模糊外推法之外，還可以采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)修正模型的參數(shù)。為此目的，通過讓網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)過去的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備規(guī)則。
這里，解釋關(guān)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的修正參數(shù)。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中可以讓網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)事先參數(shù)修正的老數(shù)據(jù)來修正參數(shù)。圖23顯示了網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。在圖23所示的一個(gè)例子中對第一級過熱器、第二過熱器和第三級過熱器，分別輸入每一個(gè)過熱器的上升時(shí)間的比(Tm1SH/T1SH、Tm2SH/T2SH、Tm3SH/T3SH)并獲得相應(yīng)的修正因子C31SH、C32SH和C33SH。圖24顯示了這些上升時(shí)間的比之間的關(guān)系。
例如，可以通過圖25所示的步驟建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。即，采集數(shù)據(jù)(步驟2501)并確定輸入/輸出變量(包括選擇要使用的變量)(步驟2502)。然后，確定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的層數(shù)和單元數(shù)并決定結(jié)構(gòu)(步驟2503)?，F(xiàn)在，確定了模型的結(jié)構(gòu)。然后，通過反向傳播(back propagation)讓網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)并調(diào)整神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)神經(jīng)元的權(quán)重因子(步驟2504)。
因?yàn)樵谶@個(gè)例子中模型的參數(shù)是通過采用電廠的操作數(shù)據(jù)由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)整的，所以能自動(dòng)調(diào)整參數(shù)并縮短調(diào)整所需的時(shí)間。采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以比采用爬山算法縮短更多的調(diào)整時(shí)間。
在上述實(shí)施例中，把包括多級熱交換器的一個(gè)過程考慮為子過程并且采用延遲時(shí)間因子與基于物理公式的集總參數(shù)模型的組合作為每一個(gè)子過程的模型。不用說，本發(fā)明的模型可以用于包括一個(gè)單一過程的過程。
在應(yīng)用本發(fā)明于一個(gè)包括多個(gè)子過程的過程中，可以忽略延遲時(shí)間因子。在這樣一種情形中，也可以由多個(gè)集總參數(shù)模型形成每一個(gè)子過程。
給出的仿真結(jié)果可以證明本發(fā)明的效果。圖12顯示了一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)，圖13顯示了仿真的結(jié)果。
圖12是一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，其中本發(fā)明應(yīng)用于可變壓力直通式鍋爐。在這個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)包括作為子過程的第一級過熱器、第二級過熱器和第三級過熱器，以及由串聯(lián)連接的集總參數(shù)模型與相應(yīng)于這些子過程的延遲時(shí)間因子構(gòu)成的預(yù)測模型601。系統(tǒng)借助于這個(gè)模型601預(yù)測極近將來的第一級過熱器出口溫度、第二級過熱器出口溫度及主蒸汽溫度，并且用預(yù)測的結(jié)果，通過比例積分控制操作第一級噴水減溫器噴水體積、燃料流量和第二級噴水減溫器噴水體積。
圖13顯示了采用當(dāng)前值把預(yù)測模型用于圖12所示的反饋控制時(shí)預(yù)測模型的評價(jià)結(jié)果。圖13顯示的評價(jià)是由可變壓力直通式鍋爐的一個(gè)實(shí)時(shí)仿真器進(jìn)行的。在圖13中，對于第一級過熱器出口蒸汽溫度、第二級過熱器出口蒸汽溫度和主蒸汽溫度，五分鐘后的蒸汽溫度如虛線所示，而實(shí)際溫度由粗線所示。從這個(gè)圖中可知，主蒸汽溫度的預(yù)測值顯示了提前于實(shí)際溫度五分鐘的變化，它意味著將獲得一個(gè)良好的結(jié)果。
圖14顯示了采用圖12所示實(shí)施例中的預(yù)測值的預(yù)測控制的評價(jià)結(jié)果。評價(jià)方法與圖13中的相同。
從圖14可知，在這個(gè)實(shí)施例中主蒸汽溫度的變化是控制在采用當(dāng)前值的反饋控制中的1/3至1/2之間，這意味著可控性大大改善了。
盡管上述實(shí)施例是一個(gè)熱電廠的例子，但是不用說本發(fā)明并不限于這個(gè)應(yīng)用。它也可以應(yīng)用于其它電廠，包括核電站或化工廠。
盡管在上述實(shí)施例中是在一個(gè)控制器中處理預(yù)測和確定控制輸入，但是也可以在分別的控制中處理之。
根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)檫^程的模型是由延遲時(shí)間因子與基于物理公式的集總參數(shù)模型的組合而形成的，所以甚至當(dāng)過程屬于分布參數(shù)系統(tǒng)時(shí)也能精確地仿真模型的特性并能改善預(yù)測精度。
此外，通過由多個(gè)子過程形成模型并允許上游子過程的輸出作為下游子過程的部分輸入被接收，這樣可以精確地預(yù)測過程。因?yàn)楦鶕?jù)預(yù)測的結(jié)果確定控制輸入，所以可以進(jìn)一步改善可控性。
因?yàn)橄到y(tǒng)采用電廠的操作數(shù)據(jù)通過爬山算法或模援外推法或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的任何一種調(diào)整模型的參數(shù)，所以可以自動(dòng)調(diào)整參數(shù)并縮短調(diào)整所需的時(shí)間。
權(quán)利要求
1.一種過程自適應(yīng)控制技術(shù)，它包括一個(gè)過程模型并且利用該模型確定控制輸入，其特征在于該過程模型由延遲時(shí)間因子與基于物理公式的集總參數(shù)模型的組合而構(gòu)成，構(gòu)成該模型的物理公式的一部分或全部變量通過該延遲時(shí)間因子，其余的直接地，輸入給上述集總參數(shù)模型的物理公式，用該模型進(jìn)行計(jì)算以求出該過程的狀態(tài)量，并用該狀態(tài)量確定控制輸入。
2.如權(quán)利要求1所述的一種過程自適應(yīng)控制技術(shù)，其特征在于上述過程由一個(gè)或多個(gè)子過程所構(gòu)成，其中上述狀態(tài)量的一部分或全部是控制輸入，并且每一個(gè)子過程的模型由延遲時(shí)間因子與基于物理公式的集總參數(shù)模型的組合所構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的過程自適應(yīng)控制技術(shù)，其特征在于兩個(gè)或多個(gè)子過程順序連接，由上游子過程模型的物理公式獲得的狀態(tài)量用作為下游子過程模型的一個(gè)輸入變量，所說狀態(tài)量通過該下游子過程的延遲時(shí)間因子輸入給所說下游子過程模型的物理公式，由這些模型獲得每一個(gè)子過程的預(yù)測狀態(tài)量，并且用這些預(yù)測值確定控制輸入。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種過程自適應(yīng)控制技術(shù)，其特征在于為基于物理公式的所述集總參數(shù)模型構(gòu)成一個(gè)卡爾曼濾波器，并用這個(gè)卡爾曼濾波器預(yù)測所述狀態(tài)量的誤差。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種過程自適應(yīng)控制技術(shù)，其特征在于為基于物理公式的所述集總參數(shù)模型構(gòu)成一個(gè)卡爾曼濾波器，并用這個(gè)卡爾曼濾波器預(yù)測所述狀態(tài)量的誤差，并且還預(yù)測不可測量變量的狀態(tài)量。
6.如權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)控制技術(shù)，其特征在于通過借助于爬山算法、模糊外推法或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的任何一種或其組合確定所述過程模型的參數(shù)，來完成該過程模型的校正。
7.如權(quán)利要求6所述的一種過程自適應(yīng)控制技術(shù)，其特征在于至少按照其它參數(shù)中的延遲時(shí)間因子的時(shí)間常數(shù)來校正所述過程模型。
8.一種過程自適應(yīng)控制技術(shù)，其特征在于上述過程模型由一個(gè)或多個(gè)子過程模型所構(gòu)成，其中上述狀態(tài)量的一部分或全部是控制輸入，并且每一個(gè)子過程的模型由基于物理公式的集總參數(shù)模型所構(gòu)成；兩個(gè)或多個(gè)子過程順序連接，由上游子過程模型的物理公式獲得的狀態(tài)量用作為一個(gè)輸入變量并輸入給該下游子過程模型的物理公式，由這些模型獲得每一個(gè)子過程預(yù)測狀態(tài)量，并且用這些預(yù)測值確定控制輸入。
9.一種過程控制系統(tǒng)，它根據(jù)對過程的期望值和過程的狀態(tài)量確定過程的控制輸入，其特征在于包括一個(gè)過程模型并具有一個(gè)狀態(tài)量預(yù)測系統(tǒng)，以用該模型預(yù)測該過程的狀態(tài)量；該預(yù)測系統(tǒng)包括用作一種方法的一個(gè)模型，該模型由至少一個(gè)延遲時(shí)間因子與基于物理公式的集總參數(shù)模型的組合所構(gòu)成；該模型通過該延遲時(shí)間因子接收構(gòu)成該模型的物理公式的一部分或全部變量的輸入并也直接接收其它變量，并且用該物理公式執(zhí)行一個(gè)操作以計(jì)算和輸出該過程的狀態(tài)量，其中輸入變量是控制輸入和該過程的狀態(tài)量。
10.如權(quán)利要求9所述的一種過程控制系統(tǒng)，其特征在于所述過程是一個(gè)熱電站的一個(gè)蒸汽產(chǎn)生過程，它包括至少一個(gè)熱交換器，并且所述預(yù)測系統(tǒng)是一個(gè)蒸汽溫度預(yù)測系統(tǒng)；該系統(tǒng)包含一個(gè)熱交換器模型和一個(gè)煙氣溫度計(jì)算模型，該熱交換器模型用于計(jì)算所說熱交換器的出口蒸汽溫度，該煙氣溫度計(jì)算模型用于計(jì)算傳遞熱量給該熱交換器的煙氣的溫度，每一個(gè)模型均是基于物理公式的集總參數(shù)模型；該系統(tǒng)根據(jù)燃料流量、空氣流量和煙氣再循環(huán)流量用該煙氣溫度計(jì)算模型計(jì)算該熱交換器的出口處的煙氣溫度，該系統(tǒng)根據(jù)所說煙氣溫度、蒸汽溫度和蒸汽流量計(jì)算該熱交換器的出口處的蒸汽溫度，并且通過上述延遲時(shí)間因子將至少該煙氣溫度和該蒸汽溫度輸入給該模型。
11.如權(quán)利要求10所述的一種過程控制系統(tǒng)，其特征在于所述延遲時(shí)間因子是至少一個(gè)或多個(gè)一階延遲因子的串聯(lián)連接。
12.如權(quán)利要求10所述的一種過程控制系統(tǒng)，其特征在于上述蒸汽溫度預(yù)測系統(tǒng)包括一個(gè)卡爾曼濾波器，所說卡爾曼濾波器估計(jì)在所述熱交換器模型中被計(jì)算的狀態(tài)量的誤差。
13.如權(quán)利要求12所述的一種過程控制系統(tǒng)，其特征在于上述卡爾曼濾波器也估計(jì)所述熱交換器的金屬溫度，該熱交換器模型在其計(jì)算中采用被估計(jì)的金屬溫度。
全文摘要
根據(jù)延遲時(shí)間因子與基于物理公式的集總參數(shù)模型的組合，構(gòu)成一個(gè)熱電廠的每一個(gè)熱交換器的模型，將給出的這些熱交換器的模型綜合進(jìn)一個(gè)模型。用該模型預(yù)測極近將來的熱電廠的動(dòng)作并根據(jù)預(yù)測的結(jié)果確定電廠的控制輸入。采用電廠的操作數(shù)據(jù)通過爬山算法調(diào)整模型的參數(shù)。還可以借助于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和模糊外推法校正模型的參數(shù)。
文檔編號G05B13/02GK1112693SQ9410427
公開日1995年11月29日 申請日期1994年3月11日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月12日
發(fā)明者野村政英, 大內(nèi)和紅, 菅野彰, 遠(yuǎn)山榮二, 木村亨 申請人:株式會(huì)社日立制作所