[发明专利]一种改进的锅炉汽包水位控制方法

权利要求书

1.一种改进的锅炉汽包水位控制方法，其特征在于：利用预测控制和卡尔曼滤波结合的形式对锅炉汽包的水位进行跟踪控制，具体步骤包括：

(a)机理建模：建立汽包水位与水量阀门之间的机理模型，水流量作为操作变量，汽包水位作为被控变量；

(b)线性处理：对模型进行线性化，得到汽包水位与水流量之间的线性模型；

(c)参数确定：选取采样周期T，动态响应测试，得到模型系数a₁,a₂.....a_N，仿真调优确定其他参数；

(d)参考轨迹确定：确定柔化系数a，从水位上升过程的实时值y(k)出发向设定值光滑过度的一条曲线；

(e)优化计算：水位传感变送器获得水位的实时测量值y(k)，结合(a)中建立的机理模型，经过卡尔曼滤波算法，消除测量噪声，得到卡尔曼滤波后的测量值与参考曲线y_r比较，计算偏差e。

(f)在线校正：对预测值校正，移位设置该时刻温度预测初值Y_N0，得到水流量变化增量Δu，调节阀门开度，由控制增量计算控制量u并输出，最后计算输出预测值Y_N1。

2.如权利要求1所述的一种改进的锅炉汽包水位控制方法，其特征在于：所述(d)步骤中，柔化系数a的选择对于汽包水位的控制效果具有很大的影响，a越小，参考轨迹快速性更好，但是鲁棒性能降低，需要根据锅炉汽包的具体工况确定。

3.如权利要求1所述的一种改进的锅炉汽包水位控制方法，其特征在于：所述(e)步骤中，控制方法是对结合了预测控制的滚动优化、实时控制与卡尔曼滤波的消除测量噪声这两类控制的优点，控制效果更好。

4.如权利要求1所述的一种改进的锅炉汽包水位控制方法，其特征在于：所述(e)步骤中，线性处理是采用基于动态矩阵预测控制算法，它将卡尔曼滤波后的水位测量值与参考曲线y_r比较,得到偏差e来对水位预测值进行校正。

5.如权利要求1所述的一种改进的锅炉汽包水位控制方法，其特征在于：所述(f)步骤中，卡尔曼滤波算法是通过对汽包水位测量值y和预测模型的输出值y_m(k)进行更新，从而获得消除测量噪声后的汽包水位值