[发明专利]一种基于扰动反馈补偿的热工过程H无穷控制系统

说明书

本发明公开了一种基于扰动反馈补偿的热工过程H无穷控制系统，系统广义扩增状态观测器模块基于输入和对象输出得到状态扰动估计和输出扰动估计；目标值计算模块基于状态扰动估计、输出扰动估计和输出设定值计算得到目标状态和目标输入；估计的状态减去目标状态得到转移状态，进入H无穷控制器模块得到转移输入；转移输入加目标输入得到最终的控制输入，并作用于热工对象模块。本发明通过对扰动进行分层处理，有效增强了热工系统的抗干扰性能，进而提高了热工系统的运行安全性和经济性；另外该方法不需要系统的状态是可测的，且对于高阶扰动具有较好的补偿性能。

技术领域

本发明涉及热工控制技术，特别是涉及一种基于扰动反馈补偿的热工过程H无穷控制系统。

背景技术

随着现代工业生产的快速发展，能源问题已成为我国国民经济可持续发展的瓶颈。为坚持“重发展、轻节约”的国家能源战略，缓解能源与经济发展的矛盾，促进能源可持续发展，一方面要大力发展可再生能源和新能源，优化能源结构，稳定电力供应；必须合理利用现有的常规能源。热力系统是能源供应的主要来源和能源消费大户，必须朝着高效、低污染的方向发展。为此，不仅要研究热力设备的硬环境、优化设计和系统改造，还要研究热力系统运行的软环境，提高生产过程的管理运行水平和控制水平。

热工过程运行条件恶劣，各类噪声信号比较多，如何抑制噪声影响成为一大难题。另外建模误差、模型失配和各种未知扰动也会降低控制器的性能，甚至会影响闭环系统的稳定性。因此设计兼顾噪声抑制和未知干扰的补偿的控制系统对热工过程的运行安全性和经济性具有重要意义。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种基于扰动反馈补偿的热工过程H无穷控制系统，兼顾噪声抑制和未知干扰补偿的能力，来提高系统的抗干扰性能，进而提高热工过程的运行的安全性和经济性。

技术方案：本发明的控制系统，包括H无穷控制器模块、目标值计算模块、热工对象模块和广义扩增状态观测器模块；广义扩增状态观测器模块基于输入和对象输出得到状态扰动估计和输出扰动估计；目标值计算模块基于状态扰动估计、输出扰动估计和输出设定值计算得到目标状态和目标输入；广义扩增状态观测器模块输出的状态估计减去目标状态得到转移状态，进入H无穷控制器模块得到转移输入；转移输入加目标输入得到最终的控制输入，并作用于热工对象模块。

可选的，热工对象模块为超临界火电机组。

优选的，超临界火电机组的形式如下：

其中，x是超临界火电机组的状态量，u＝[u_F u_W u_V]^T是超临界火电机组的输入量，u_F是超临界火电机组的煤粉量，u_W超临界火电机组的给水流量u_W，u_V是超临界火电机组的主汽阀门开度，y＝[y_F y_E y_P]^T是超临界火电机组的输出量，y_F是超临界火电机组的主蒸汽压力，y_E是超临界火电机组的焓值，y_P是超临界火电机组的汽轮发电机发电功率，(A,B,C,D)是超临界火电机组的系统矩阵；d和v分别是超临界火电机组模型的状态扰动和输出扰动，w是测量噪声，B_d和D_v分别是状态扰动矩阵和输出扰动矩阵，B_w和D_w是噪声矩阵。

优选的，超临界火电机组中的状态扰动d和输出扰动v的形式如下：

d＝d₀+d₁t+…+d_itⁱ ；

v＝v₀+v₁t+…+v_itⁱ ；