[发明专利]一种改进的锅炉汽包水位控制方法

摘要

本发明提出了一种改进的锅炉汽包水位控制方法，所述的控制方法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；(b)线性处理；(c)参数确定；(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；(f)在线校正。本发明通过模型预测控制与卡尔曼滤波的结合，在机理建模、得到系统模型的情况下，有效地消除了汽包水位过程的建模和测试噪声；不同于传统的PID控制与一般的预测控制，控制锅炉的汽包水位，阀门动作平稳，有利于长期有效的控制，快速准确跟踪期望的水位曲线，减少能量的消耗和过程的波动，降低生产成本。

主权项

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。