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火电机组中的过热汽温控制系统,是保证电厂安全、稳定和高效运行的重要环节。过热汽温控制的任务是维持过热器出口温度,使它不超出规定的范围。由于过热汽温对象的动态特性有非线性、大惯性、大滞后和时变等特征,难以建立精确的数学模型,目前采用较多的PID等传统控制方法限制了控制品质提高。因此,研究适用于过热汽温控制系统的先进控制策略具有要的理论意义和实用价值。 针对过热汽温对象的上述特性,将预测控制中的动态矩阵控制算法应用到过热汽温控制系统之中。 首先,对电厂过热汽温对象的特性进行了分析并利用常规控制方法及其改进算法(主要包括串级控制、导前微分、Smith预估控制及其改进算法)对电厂过热汽温控制系统进行了仿真分析。 其次,研究了动态矩阵控制的基本原理,给出了其内模控制结构,在此基础上对其进行了鲁棒性和稳定性分析,并给出了其设计参数选取的一般原则。对模型参数发生摄动和存在测量噪声时进行了详细的仿真研究。 再次,为了使系统具有更好的动态响应,给出了一种基于误差变化率的改进的动态矩阵控制算法,同时研究了一种单神经元自适应PID控制策略,并对二者进行了比较。 最后,针对动态矩阵控制抗扰性方面的不足之处,把改进的动态矩阵控制算法和PID相结合,形成了DMC-PID串级控制,既能保持串级控制的结构优点,又能保持预测控制的优良动态性能。将其应用到过热汽温对象的控制中,通过仿真结果可以看到,该算法具有良好的鲁棒性和动态性能,且具有较强的抗干扰能力。