斬波技術(shù)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用及自動(dòng)控制的幾點(diǎn)思考.pptVIP

斬波技術(shù)在自動(dòng)控制 系統(tǒng)中的應(yīng)用及自動(dòng)控制的幾點(diǎn)思考,劉永紅 大唐韓城第二發(fā)電有限公司 2012/11,積分作用的理解（一方面消差，另一方面數(shù)值增長(zhǎng)）,正弦波的積分輸出,如何計(jì)算PID的輸出中P和I的數(shù)值,對(duì)于擾動(dòng)幅度很大的波形，可近似等效為正弦波， 用時(shí)刻第點(diǎn)PIDout3減去第點(diǎn)的PIDout1，即為此上半波PID的I作用最大值。 即：I作用=out3-out1 在第時(shí)刻，為E偏差的最大值，亦即為比例作用最大值。 P作用=E*kp 即為P的作用大小 用P作用：I作用 看比值大小如何，來(lái)確定他們的作用是否合適，一般認(rèn)為比值為7:3到4:1之間是比較合理的 。,主汽壓力微小變化時(shí)積分作用,協(xié)調(diào)爐主控邏輯,實(shí)際微分應(yīng)用,自動(dòng)調(diào)整曲線圖（斬波部分）,對(duì)于自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，當(dāng)受到某一擾動(dòng)時(shí)，被調(diào)量偏離設(shè)定值，PID自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)變化量。本文假定該P(yáng)ID當(dāng)被調(diào)量大于設(shè)定值時(shí)，PID輸出減小，曲線如圖1： .,運(yùn)行人員手動(dòng)控制曲線圖,對(duì)于手動(dòng)調(diào)節(jié)，控制思路同自動(dòng)調(diào)節(jié)不盡相同，有經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)行人員會(huì)根據(jù)被調(diào)量的變化進(jìn)行調(diào)整，則不同于自動(dòng)調(diào)整曲線的變化趨勢(shì)。如運(yùn)行人員手動(dòng)調(diào)節(jié)，被調(diào)量增大時(shí)，運(yùn)行人員減小輸出值，當(dāng)發(fā)現(xiàn)被調(diào)量已經(jīng)到最大并開始回頭時(shí)，及時(shí)預(yù)返回一個(gè)值不動(dòng)，然后在下一個(gè)波再根據(jù)被調(diào)量的變化進(jìn)行干預(yù)。曲線如圖2：,手動(dòng)預(yù)估一個(gè)適當(dāng)值輔助調(diào)整，就是當(dāng)被調(diào)量回頭時(shí)及時(shí)預(yù)返回一個(gè)合適的值，使這一波最高值下來(lái)后，當(dāng)被調(diào)量到最低值時(shí)就很接近平衡點(diǎn)，對(duì)于被控對(duì)象來(lái)說(shuō)就可以很快達(dá)到穩(wěn)態(tài)值。但是手動(dòng)調(diào)整需要常期經(jīng)驗(yàn)的積累，預(yù)估值的大小決定了系統(tǒng)到達(dá)穩(wěn)定值的時(shí)間，因此如能將這種控制策略通過(guò)自動(dòng)控制來(lái)實(shí)現(xiàn),則將有效地提高自動(dòng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)，本文對(duì)此進(jìn)行深入分析并通過(guò)實(shí)際試驗(yàn)說(shuō)明其有效性。,如何設(shè)計(jì)一個(gè)控制邏輯，既能用常規(guī)自動(dòng)PID控制，又能包含手動(dòng)控制的控制策略，本文把此種控制策略稱為斬波技術(shù),依圖分析如何設(shè)計(jì)判斷控制回路邏輯,把一個(gè)被調(diào)量變化波形分為四個(gè)部分，分析上述自動(dòng)控制同手動(dòng)控制的區(qū)別，就可以認(rèn)為第二區(qū)是多余的。如果自動(dòng)控制時(shí)能判斷被調(diào)量已經(jīng)回頭進(jìn)入第二區(qū)時(shí)就加一個(gè)前饋，來(lái)抵消第二區(qū)的PID輸出作用，那么當(dāng)曲線到第三區(qū)時(shí)，最低值就很接近平衡點(diǎn)。斬波技術(shù)就是如何判斷被調(diào)量回頭，以及如何設(shè)計(jì)一個(gè)合適的前饋去抵消第二區(qū)的PID輸出作用。,判斷被調(diào)量進(jìn)入第二區(qū)的邏輯,被調(diào)量進(jìn)入第二區(qū)的判斷邏輯輸出，可通過(guò)以下有波形來(lái)說(shuō)明,當(dāng)被調(diào)量同前一刻的滯后值相減，形成a曲線，如果又把a(bǔ)曲線同前一刻的滯后值再相減形成b曲線，從圖5中就會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)被調(diào)量進(jìn)入第二區(qū)時(shí)，a曲線同b曲線均為負(fù)值，而其它情況均不會(huì)同時(shí)為負(fù)值，因此判斷a0并且b0時(shí)，就可以判讀出被調(diào)量已經(jīng)在第二區(qū)。,斬波的前饋邏輯,該邏輯控制策略在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用,該控制策略的優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用該控制策略很好地解決了韓城第二發(fā)電廠機(jī)組協(xié)調(diào)控制中出現(xiàn)的壓力不穩(wěn)定，進(jìn)而導(dǎo)致負(fù)荷大幅度波動(dòng)，燃燒惡化情況。目前煤種越來(lái)越復(fù)雜，原先的控制邏輯，即使參數(shù)整定得很好，但在同一負(fù)荷不同時(shí)間段內(nèi)，自動(dòng)調(diào)節(jié)品質(zhì)也相差很大。如使用各類優(yōu)化軟件，不但投資大且效果也不一定理想。使用該控制策略后，壓力控制很的穩(wěn)定時(shí)間大大縮短，自動(dòng)調(diào)節(jié)品質(zhì)達(dá)到了規(guī)程的優(yōu)良指標(biāo)，使用斬波控制策略前后的控制變化是： 原自動(dòng)控制邏輯，對(duì)于一個(gè)較大擾動(dòng)，即使參數(shù)合適，必然經(jīng)過(guò)幾個(gè)逐漸收斂的波動(dòng)才能達(dá)到穩(wěn)定值，且自動(dòng)調(diào)節(jié)的被調(diào)量經(jīng)常是一個(gè)接近于正弦波的波形。 使用斬波控制策略時(shí)，當(dāng)一個(gè)較大擾動(dòng)發(fā)生后快進(jìn)入第二區(qū)時(shí)，由于斬波產(chǎn)生的前饋?zhàn)饔?，使得第二區(qū)的輸出迅速被預(yù)置到一個(gè)較合理的穩(wěn)態(tài)值，當(dāng)被調(diào)量到第三區(qū)時(shí)，最低點(diǎn)不會(huì)是普通的自動(dòng)控制系統(tǒng)的最低點(diǎn)，因?yàn)橛捎诘诙^(qū)已經(jīng)把PID的輸出疊加了預(yù)置值，由于無(wú)后勁作用，被調(diào)量到最低點(diǎn)時(shí)已經(jīng)向穩(wěn)定點(diǎn)回歸，如果參數(shù)調(diào)整合適，被調(diào)量到第三區(qū)時(shí)就已經(jīng)接近穩(wěn)態(tài)值，而且通過(guò)試驗(yàn)可以明顯看出，而采用斬波技術(shù)后，被調(diào)量波形基本無(wú)規(guī)律而且波動(dòng)很小。,采用斬波前饋邏輯前的主汽壓力記錄曲線,采用斬波前饋邏輯后的主汽壓力記錄曲線,應(yīng)用前景,如果把這個(gè)控制策略推廣到其它自動(dòng)控制系統(tǒng)中，對(duì)控制邏輯進(jìn)行優(yōu)化，能有效地提高自動(dòng)調(diào)節(jié)品質(zhì)，特別是對(duì)于火力發(fā)電廠最重要的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，采用這種控制策略后，即使PID參數(shù)不合適，如果斬波前饋調(diào)整合適，也可以達(dá)到很好的調(diào)節(jié)品質(zhì)，能很好地解決煤質(zhì)變化對(duì)自動(dòng)調(diào)節(jié)品質(zhì)穩(wěn)定的影響。 目前有些電廠的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)投入采用斯密斯預(yù)估、狀態(tài)觀測(cè)器等先進(jìn)算法，但由于理論太深，參數(shù)太多，有的還是黑匣