循环流化床锅炉解耦模型的自适应控制研究

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工业生产解耦控制方法分析研究

工业生产解耦控制方法分析研究

工业生产解耦控制方法分析研究工业生产解耦控制方法分析研究近年来,随着工业生产的不断发展和技术水平的提高,工业控制已经成为了实现生产自动化和生产效率提高的重要手段之一。

然而,由于工业系统的复杂性和多变性,怎样提高控制策略的有效性和稳定性成为了研究者们共同关注和追求的目标。

在此背景下,工业生产解耦控制方法逐渐引起了人们的关注和研究。

工业生产解耦控制,顾名思义,就是将生产控制中的相互之间存在耦合关系的单元分离开来,避免单元之间的影响,从而提高控制精度和系统稳定性。

下面,我将从解耦控制方法的原理分析、分类、应用实例和趋势发展等多个方面进行介绍。

一、解耦控制方法的原理分析在工业系统中,单元之间会存在各种各样的相互之间的耦合关系。

这种耦合关系会导致单元之间的相互影响,从而影响整个系统的稳定性和控制精度。

为了解决这个问题,解耦控制技术应运而生。

解耦控制方法的核心思路是:通过控制算法来分离单元之间的相互影响,使得各个单元之间达到独立控制的目的。

具体实现方法主要有:经典控制策略、模型预测控制、滑模控制、自适应控制等不同方法。

二、解耦控制方法的分类根据解耦控制方法的实现方式不同,可以将它分为传统解耦和非传统解耦两类。

1.传统解耦传统解耦主要是通过各种各样的数学算法进行实现的。

其中比较流行的算法有:最小值反馈控制、分步式控制、减振控制、逆向模型控制、广义预测控制等。

最小值反馈控制(MFC)是一种解耦技术,它是通过建立数学模型来实现解耦。

该方法是根据模型的最小阻尼特性来实现控制器的设计。

控制器的最终目标是实现改变阻尼的措施来避免单元之间的相互影响,从而实现解耦效果的目标。

另一种传统解耦方法是分步式控制,它是通过将系统分解成独立的子系统和控制器块来实现的.这种方法可以极大地降低耦合度,从而提高了系统的控制效果。

2.非传统解耦非传统解耦更注重实用和效果方面,可以说是一种直接实现的方式。

主要包括模型参考自适应控制、容错控制和智能控制等。

硕士论文_模拟锅炉温度的解耦控制

硕士论文_模拟锅炉温度的解耦控制
1.1课题研究背景
耦合是生产过程控制系统普遍存在的一种现象,生产过程是一种有序过程, 环环相扣,变量间关系错综复杂,一个过程变量的波动往往会影响多个变量的 变化,图1--1是双变量耦合对象方框图,U1的改交对Y1、Y2同时发生影响, 同样,U2的改变也同时对Y1、Y2发生影响。称被控制变量与操作变量在调整 过程互相影响的对象为耦合对象,而解除这种耦合关系的过程称之为解耦。
武汉理工大学 硕士学位论文 模拟锅炉温度的解耦控制 姓名:聂修军 申请学位级别:硕士 专业:轮机工程 指导教师:王克;鲁凯生
20070501
武汉理工大学硕士学位论文
摘要
解耦控制是一种新型的控制算法之一,其范围涉及钢铁、石油、化工、轻 工、机械、军工等国民经济的诸多领域。众所周知,生产过程是一种有序过程, 环环相扣,变量间关系错综复杂,一个过程变量的波动往往会影响多个变量的 变化,耦合是工业生产过程中普遍存在的现象。变量之间相互干涉的现象称为 耦合,消除这种耦合称为解耦。
temperature system.The experiment adopts the temperature system.The control software is King View produced by YaKong Company in Beijing.It is very good at
designing interface and communication,can write simple program too. The paper firstly study the present status of decoupling control all over the
world,the couple of temperature system of boiler WaS analyzed by step response.

循环流化床锅炉控制技术研究现状

循环流化床锅炉控制技术研究现状

自 17 9 9年 芬 兰 A lo 公 司开 发 出第 一 台 商 hs m t 用 循环 流 化 床 锅 炉 ( F B 之 后 ,O年 来 循 环 流 化 CB ) 3 床 锅炉 在全 世界得 到 了大 力 推 广 . 种 锅 炉 具 备很 这
多 其他 锅炉 不可 替代 的优 点 , 些 优 点 对 目前燃 煤 这
的排 放量 受到 各方 面 的 重 视 , 国家 标 准 也 在 逐年 提
10 4th 在 运行 2 ) /
. 20 自 0 6年起 , 国就 开始 在 我
四川 白马进 行 6 0 MW 循 环 流化床 发 电机组 的研 究 0 工作 -] ’8.
高 . 据 国家 环保 总局 和 国家 质 量 监 督 检 验检 疫 总 根 局 21 0 1年 7月 2 日发 布 的《 电 厂 大气 污染 物 排 9 火 放 标 准》 定 , 建 火 电厂 燃 煤 锅 炉 二 氧 化 硫 排 放 规 新 量 将控 制在 10mg m 0 / 以下 , 就 要 求燃 煤 锅 炉 严 这 格 进行 脱硫 处理 . 一 点 对 于 目前 以 煤粉 炉 为 代 表 这
脱 硫. 硫效 率能够 达 到 9 % 以上 J 脱 0 . 另外 , 环流化 床锅 炉还 具有 调峰性 能好 、 循 灰渣 易 于综合 利用 等优 点 , 国 内外得 到 了广泛应 用. 在 国外 经 过 多年 的开 发 , 成 了 以芬 兰 A lrm 形 hso t
公 司的 P rf w型 、 国 L ri 司开发 的 L ri 、 yo o l 德 ug 公 ug 型 德 国 B W 公 司 的 Cro ud型 、 国 F s r elr & i fi cl 美 ot e Wh e e
投 资 和运行 费用 . 而循 环 流 化 床 锅 炉 则 由于其 自身

锅炉解耦

锅炉解耦

(1)经典解耦控制方法; (2)自适应解耦控制方法; (3)模糊解耦控制方法; (4)反馈线性化解耦控制方法。
经典解耦控制方法 对角矩 串联解耦 三角矩 前状态补偿 前馈解耦 反馈补偿
解耦实例------锅炉温度的解耦控制 锅炉温度的解耦控ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 解耦实例
(1)微型锅炉、纯滞后系统、热 微型锅炉、纯滞后系统、 微型锅炉 电耦 (2)电动调节阀 电动调节阀 (3)变频器 变频器
模拟锅炉温度的解耦控制
解耦: 解耦
变量之间相互干涉的现象称为耦合。 消除这种耦合称为解耦。
多变量系统( 系统) 多变量系统(MIMO系统) 系统
切断相互关 系
MIMO系统的特殊性在于: 系统的特殊性在于: 系统的特殊性在于
(1)输入输出之间彼此响应产生交连; (2)难以得到精确的数学模型; (3)控制部件失效的可能性增大。
以上问题的存在使得采用单变量系统的设计方 无法满足要求, 法已无法满足要求 法已无法满足要求,但单变量控制在工业上的应用 已经发展得相当成熟,因此, 已经发展得相当成熟,因此,将多变量系统解耦为 单变量系统再进行控制无疑是能够利用已有成果的 单变量系统再进行控制无疑是能够利用已有成果的 最好选择。 最好选择。
解耦前系统
解耦后系统
解耦




相互影响

一一对应, 一一对应,互不影响

单变量控制技术很成熟
独立控制
独立控制
独立控制
独立控制
解决了复杂的耦合控制问题, 解决了复杂的耦合控制问题,简单化控制
解耦作用是显而易见的 关键是如何解耦? 关键是如何解耦?
多变量系统的解耦控制可分为四大类: 多变量系统的解耦控制可分为四大类:

循环流化床锅炉控制系统的分析与设计

循环流化床锅炉控制系统的分析与设计

摘要:循环流化床锅炉又被称为CFB锅炉,循环流化床锅炉技术是近十几年发展迅速的燃烧技术,由于锅炉是采用燃油燃气进行燃烧,而循环流化床锅炉技术具有污染小、安全可靠、适应性广等明显优点,其作为一种高效的清洁燃煤技术,其效用受到人们广泛的关注,在燃煤技术当中占据了有力地位。

随着循环流化床锅炉商业化的快速发展,人们提出了循环流化床锅炉技术自动化运行概念。

本文通过对循环流化床锅炉控制系统的分析与研究,实现对循环流化床锅炉技术自动化的设计,有利于提高循环流化床锅炉的监控管理功能。

关键词:循环流化床锅炉自动控制技术优点1循环流化床锅炉燃烧技术的概念循环流化床锅炉技术具有污染小、安全可靠、燃烧适应性广等特点,其根据自身优势活跃在工业锅炉及废弃物处理等领域,循环流化床锅炉技术拥有很大的商业发展空间。

循环流化床燃烧技术作为一种新型的燃烧技术,其燃烧系统较为复杂,燃料燃烧形成飞灰始终流动在锅炉燃烧系统当中,流动状态的燃烧飞灰浓度较大容易影响其他控制技术的发挥,所以在循环流化床锅炉工作的过程中还需要人工进行操作调节。

如何调节各个参数之间的影响,使其控制系统操作变得稍微简单一些,对循环流化床锅炉控制系统进行研究与分析,设计合理有效的循环流化床锅炉控制系统是目前需要解决的问题。

2循环流化床锅炉控制系统的分析2.1燃烧控制系统循环流化床锅炉燃烧控制系统要保证燃烧过程中热量与负荷相适应,减少燃料不必要的损耗,从而实现锅炉燃烧控制系统的安全及高效运行。

锅炉燃烧控制系统具体可表现为对稳定的蒸汽压力及料床温度、锅炉燃烧的经济与环保、控制炉膛压力及床高范围等方面的控制。

循环流化床锅炉燃烧机理比较复杂,各参数之间耦合关系难以控制,被调参数容易同时受到多个调节参数的影响,给操控和受控变量配对造成了困难,所以循环流化床锅炉自动化控制难于一般锅炉的控制。

目前设计的燃烧控制系统比较简单,在燃烧自动控制系统运作的过程中,容易受到各个环节的影响,导致燃烧自动控制系统无法发挥出自动化控制的效用,最后还是依靠人工手动操作控制系统完成。

生物质循环流化床锅炉燃料适应性关键技术优化研究及应用

生物质循环流化床锅炉燃料适应性关键技术优化研究及应用

生物质循环流化床锅炉燃料适应性关键技术优化研究及应用摘要:本文针对某生物质直燃循环流化床锅炉燃料含金属和石头等杂质多、实际入炉燃料水分远大于设计值等客观因素所带来的种种问题,研究对风帽、风机、分离器等关键技术实现锅炉动力场降阻力综合优化改造,以达到提高锅炉燃料适应性的效果。

关键词:生物质循环流化床锅炉燃料适应性1概况某生物质直燃循环流化床锅炉为华西能源工业股份有限公司设计制造的纯烧生物质循环流化床锅炉,锅炉型号:HX220/9.81-Ⅳ1型,于2011年投产运行,主蒸汽压力9.8Mpa、温度540℃。

由于实际入炉燃料的水份与杂质远大于设计值,造成锅炉动力场实际阻力偏大、分离器效果差、引风机出力不足,运行中对风帽、分离器、受热面等设备带来较大的损害,降低机组运行的经济性和安全性,通过研究对风帽、风机、分离器等关键技术实现锅炉动力场降阻力综合优化改造,以适应实际入炉燃料,提高锅炉的经济性和安全可靠性,达到良好效果。

2项目研究的必要性1、由于燃料含金属和石头等杂质多、床层布风板工况恶劣等因素影响,锅炉运行过程中风帽磨损、堵塞严重,增大床层阻力,影响机组流化效果及带负荷能力,降低机组运行经济性,严重时造成机组被迫停运。

一个运行周期后(2-3个月)停炉检修需更换200-300个风帽,占用大量检修人力及检修时间,增加维护成本。

2、实际入炉燃料水分远大于设计值,在负荷不变的情况下,使用水分较高的燃料需要更大的风量,导致旋风分离器在额定工况下实际运行压差达到2200-2700pa,远高于设计值1577pa。

过高的分离器压降直接增加引风机的电耗,甚至在高水分工况下,由于烟气量增大导致引风机出力不足直接影响机组带负荷能力。

高水分燃料工况,分离器入口的烟气平均流速高达30m/s以上,显著高于设计数据。

烟气流速增加,加剧旋风分离器设备磨损,缩短设备使用寿命,增加运行成本。

3、实际燃料与设计有较大偏差,原设计的旋风分离器分离效果不佳,降低锅炉运行安全性可靠性。

工业生产解耦控制方法分析研究

工业生产解耦控制方法分析研究

研究不足与展望
未考虑复杂因素
实际工业生产过程中存在许多复杂因素,如非线性、时变、干扰等,目前的解耦控制方法在处理这些复杂因素方面还有待加强。
展望未来研究方向
针对现有研究的不足,未来的研究可以更加注重不同解耦控制方法的比较和评估,以及开发能够更好地处理复杂因素的解耦控制方法。此外,结合现代控制理论和技术,如自适应控制、鲁棒控制等,可以进一步提高解耦控制的性能和效果。
多种解耦控制方法
通过对各种解耦控制方法的实际应用和有效性验证,得出了一些方法在特定场景下的优点和局限性。
有效性验证
对比分析了各种解耦控制方法在控制精度和稳定性方面的表现,为后续研究提供了参考。
控制精度与稳定性
方法比较缺乏
目前的研究多集中在具体解耦控制方法的应用和优化上,缺乏不同方法之间的比较和评估。
研究背景与意义
目前,解耦控制方法已经广泛应用于各种工业生产过程中,如化工、制药、冶金等。
基于模型的解耦控制方法需要建立被控对象的数学模型,而無模型解耦控制方法则不需要建立模型,因此具有更广泛的应用前景。
未来的研究方向是如何提高解耦控制方法的鲁棒性和自适应性,以适应更加复杂的工业生产过程。
现有的解耦控制方法主要包括基于模型的解耦控制和无模型解耦控制两种。
THANKS
谢谢您的观看
案例一:化工过程控制
VS
解耦控制在钢铁生产过程中扮演着重要的角色,对于提高产品质量和生产效率具有积极的作用。
详细描述
在钢铁生产过程中,需要对多个工艺参数进行控制,如温度、压力、成分等,解耦控制方法能够将各个参数之间的关系进行有效的分离,从而实现对各个参数的精确控制,提高产品质量和生产效率。
总结词
案例二:钢铁生产过程控制

探讨循环流化床锅炉设计运行中的关键技术问题

探讨循环流化床锅炉设计运行中的关键技术问题

探讨循环流化床锅炉设计运行中的关键技术问题1. 引言1.1 研究背景循环流化床锅炉具有热效率高、污染物排放低等优点,其设计与运行中仍然存在许多技术难题需要解决。

在设计原理的研究中,需要深入探讨流化床的流态化特性和燃烧调节技术,以确保整个系统的稳定运行。

在此背景下,本文旨在探讨循环流化床锅炉设计运行中的关键技术问题,为提高锅炉设计运行效率和降低环境污染提供参考意见。

通过对流化床锅炉设计原理、关键技术要点、流态化特性、燃烧调节技术和烟气脱硫技术等方面进行深入研究,希望能够为相关领域的研究和实践提供有益的启示和指导。

1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨循环流化床锅炉设计运行中的关键技术问题,分析其设计原理和关键技术要点,探讨流态化特性对设计的影响,研究燃烧调节技术在循环流化床锅炉运行中的作用,探讨烟气脱硫技术在循环流化床锅炉运行过程中的应用效果,总结目前循环流化床锅炉设计运行中存在的问题并提出改进建议,为未来研究方向提供参考,以进一步提高循环流化床锅炉设计运行效率和环保性能。

通过此研究,可以为循环流化床锅炉设计和运行提供技术支持,促进行业技术的进步和发展。

1.3 研究意义循环流化床锅炉是一种高效、环保的锅炉设备,已经在许多工业领域得到广泛应用。

对循环流化床锅炉设计运行中的关键技术问题进行研究具有重要的意义。

深入探讨循环流化床锅炉设计运行中的关键技术问题,有助于提高设计的效率和性能。

通过对设计原理、关键技术要点、流态化特性等进行分析,可以更好地理解循环流化床锅炉的工作原理,为设计和优化提供重要参考。

研究循环流化床锅炉运行中的燃烧调节技术和烟气脱硫技术,可以有效减少污染物排放,提高能源利用效率,实现清洁生产,符合现代工业发展的环保要求。

深入研究循环流化床锅炉设计运行中的关键技术问题,既能够推动该领域的发展,也能够为工业生产提供更高效、更环保的解决方案,具有重要的理论和实际意义。

2. 正文2.1 循环流化床锅炉设计原理分析循环流化床锅炉是一种高效、清洁的锅炉设备,其设计原理主要基于流化床技术。

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摘 要 : F B是 一 个 多 参 数 、非 线 性 、时 变 及 多 变 量 紧 密 耦 合 的 复 杂 系 统 ,很 难 建 立 精 确 的 数 学 模 CB
型 ,从 而 使 得 单 纯 用 常 规 的 控 制 理 论 解 决 这 一 自动 控 制 问 题 变 得 非 常 困 难 。 针 对 C B F B控 制 难 点
a a tv o to f s h s se , a c r ig t t S c a a t rsi ftg t o p i d pi e c nr lo uc y tm c o dn o i ’ h r c eit o ih y c u l c l ng,l n i ea i g a d o g tme d ly n n
Absr c : CFBB i o lx s se o utv ra l n n ie r tme v ib e a d tg ty c u ld. I s ta t s a c mp e y t m fm l a ib e, o l a , i a a l n ih l o p e i n r t i
p e s r n e e e au e,we d p h meh d o r d c o r l n d pi e c nr l t e lz t e r su e a d b d tmp r tr a o t te t o fp e it c nto a d a a tv o to o r aie h
寻 找 到一 种 具 有 实用 性 的控 制 方 案 。
维普资讯
浙 江 电 力 20 年 第 2 08 期
ZHE I J ANG EL C I P E TR C OW ER
’ ’
’ ’
; 究 与探 索 研
. ¨. _ . … ◆ . _. . 1 Ⅲ . …_ I ・

循环 流化床锅 炉解耦 模 型的 自适 应 控制研 究
CB F B的 主 汽压 力 和床 层 温度 调 节 均 是 通 过 给 煤 量 和 一 次 送 风 量 来 实 现 的 ,因 而 主 汽 压 力 和 床 层 温 度 是 强 耦 合 变 量 。燃 烧 系 统 具
有 大 迟 延 和 时 变 的特 点 ,也 给 燃 烧 系 统 实 现
自动 控 制 带 来 较 大 困 难 。 目前 国 内外 常 见 的
Ada i e Co t o s a c n De o pld M o e f CFBB ptv n r lRe e r h o c u e d lo
张 国 忠 , 吴 俊 , 刘 毅 ,杨 琪
( 汉 大 学 动 力 与 机 械 学 院 ,武 汉 武 4 07 ) 3 0 2
B ir o e,以下 简称 C B ) 有燃 烧效 率高 、燃 料 l F B具 适应 性广 、负荷 调 节性 能好 、低 污染 等众 多 独
鉴 于此 ,在 C B F B的 汽 压 一床 温 解 耦 模 型 的 基 础 上 ,采 用 能 较 好 适 应 系 统 参 数 变 化 , 且 具 有 较 好 鲁 棒 性 的 自校 正 控 制 器 ,来 实 现 对 汽 压 及 床 温 的 控制 。根 据 d娲 c l . mi g t s li g t e o to p o lm f CFBB , te o p e s se o to h o y s i u t Ai n a ovn h c n r l r be o h c u ld y tm o ta f se m
h r t b i a p e ie a d o ul d r c s mah mai m o e a d h c nr l r b e t e tc d l n t e o to p o lm o s c s se f u h y tm sm py wih o i l t c mm o n
系 统 具 有 强 耦 合 、大 迟 延 、慢 时 变 的 特 性 , 采 用 比 较 成 熟 的 预 测 控 制 和 在 线 辨 识 自 适 应 控 制 方 法 ,通 过 这 些 方 法 的有 机 组 合 ,试 图
特优 点 ,得 到广 泛 的应 用 。但 大 多数 C B F B的 热 工 自动 化 水 平 并 不 高 ,控 制 方 式 有 待 改 进 。
so tme v in e. lw i a a c r
K e r s: CF y wo d BB ; se m r su e a d tm p rt r t a p e s r nd be e eau e; d c u l p e it o to ; a a tv e o p e; r d c ;c n r l d p ie
中 图分 类 号 :T 2 9 6 6 K 2 .
文献标 识码 : A
文 章 编 号 : 10 0 7—1 8 ( 0 8 0 8 1 2 0 )2—0 0 ~0 01 4
循 环 流 化 床 锅 炉 ( i uan lii d B d Cr lt gFudz e c i e
将床 层 温 度 控 制在 最 优 范 围 内 ¨ 。 】
— —
汽 压 一 床 温 耦 合 系 统 控 制 问 题 ,根 据 其 具 有 强 耦 合 、 大 迟 延 、慢 时 变 的特 性 ,采 用 预 测 控 制 和
在 线 辨 识 自适 应 控 制 的方 法 ,致 力 于 实 现 C B 的 汽 压 一 床 温 解 耦 模 型 的 自适 应 控 制 。 FB 关 键 词 : F B;汽 压 一 床 温 ;解 耦 ;预 测 ;控 制 ; 自适 应 CB
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