GE IC693ALG221C
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汽温优化应用设计
1. 简介
锅炉过热器和再热器出口蒸汽温度是单元机组运行中必须保持在一定范围的重要参数。随着机组容量的增大，过热器和再热器管道也随之加长，这就使得其热惯性和调节滞后都大大增加，从而造成汽温控制系统投自动困难，或被调参数的动、静态品质指标差。为此人们作了许多有益的尝试，如采用自适应控制可将一台亚临界汽包炉的主蒸汽温度偏差控制在 4 ℃ 左右；如提出了一种离散时滞系统自适应预估控制算法，并应用于一台 650t/h 直流炉再热汽温的控制，在变工况运行过程中将再热汽温控制在± 5 ℃ 的偏差之内。
采用自适应控制技术需要对被控对象的动态特性进行辨识，目前通用的计算机分散控制系统（ DCS ）中还没有提供一套对被控对象进行实时动态地系统辨识的软件工具，其次在应用领域真正能够掌握和运用自适应控制技术的人才也很缺乏。
鉴于此，我们研究了另外一种控制方案，该方案将现代控制论中状态反馈和状态观测器理论与传统的 PID 控制相结合，既克服了 PID 对大滞后对象控制效果不理想的缺点，同时又具有在目前的 DCS 系统中易于实现的优点。虽然在设计状态观测器时同样需要掌握被控对象的有关知识，但它并不一定要求确切地知道对象模型的定量的数据，对系统辨识这一难点问题作了一定程度的简化处理。现场实时控制的应用效果展示了该项技术的**性和实用性。
2. 状态反馈系统的基本概念及几个主要结论
状态反馈的基本特点是采用对状态向量的线性反馈律来构成闭环控制系统，由于控制作用是系统状态的函数，可使控制效果得到很大地改善，从而比输出反馈具有一系列更好的控制特性。
自动控制原理指出，控制系统的各种特性，或其各种品质指标，很大程度上是由系统的极点位置所决定的。因此，系统综合指标的形式之一，可以取为 s 平面上给出的一组所希望的极点。而所谓极点配置问题，就是通过反馈阵的选择，使闭环系统的极点，恰好处于所希望的一组极点的位置上。
极点配置定理回答了在怎样的条件下，仅仅通过状态反馈，就能任意配置极点的问题。它可简述为：若动态方程 可控，则利用状态反馈式 可以任意配置闭环系统的特征值，若特征值中有复数，必共轭成对地出现。由于极点配置定理的证明是构造性的，因此证明过程本身也就提供了如何对反馈阵 K 进行综合的方法。
3. 运用观测器理论解决蒸汽温度调节对象的状态重构问题
对于完全能控的线性定常系统，可以通过线性状态反馈任意配置极点，以使系统实现其在Ляпунов意义下是渐进稳定的，亦即是能镇定的。但是，通常并不是全部状态变量都能直接量测的，从而给状态反馈的物理实现造成了障碍。由 Luenberger 提出的状态观测器理论，解决了在确定性条件下受控系统状态的重构问题，使状态反馈成为一种现实的控制律。