【摘要】：提升鍋爐的燃燒效率和穩(wěn)定性對電廠效益和環(huán)境保護都有重要意義。爐膛的高效穩(wěn)定燃燒需要先進的檢測技術和控制策略作為保障。隨著火焰檢測、圖像處理和計算技術的迅速發(fā)展,爐膛溫度場的實時重建技術日益成熟。相比于傳統(tǒng)控制策略,將溫度場信息應用到爐膛的燃燒控制優(yōu)化過程中,有望改善系統(tǒng)大延遲、大慣性的問題。對溫度場的控制和調節(jié)可以視為廣義的輸出分布控制問題。經過近二十年的發(fā)展,輸出分布控制理論已經日益成熟,應用領域逐漸擴大。本文對輸出分布控制理論及其在溫度場中的應用進行了研究。論文的主要內容有以下幾點:1.介紹隨機系統(tǒng)輸出分布控制理論和溫度場檢測重建技術的研究現狀,闡明采用溫度場信息和輸出分布控制策略指導燃燒過程的應用前景。2.梳理現有的燃燒監(jiān)測和溫度場重建技術,確定從燃燒特征橫截面入手研究爐膛溫度場的輸出分布控制,之后構建了相應的溫度場模型。3.將截面溫度場信息轉換為溫度的一維概率密度函數(PDF),通過B樣條函數建立PDF模型,然后設計了常規(guī)控制器和預測控制器,并進行仿真分析。該控制策略的實際應用將有助提升燃燒控制系統(tǒng)負荷跟蹤的動態(tài)性能,同時可以降低煤質等隨機變化的不利影響。4.單輸入控制策略無法應對溫度中心偏斜等燃燒異常的工況。為解決該問題,對輸出分布控制理論進行拓展,將溫度場的輸出溫度曲面視為廣義聯合概率密度函數(JPDF),采用二維B樣條建立靜態(tài)和動態(tài)的JPDF模型,并進行溫度場的多輸入控制研究。綜上所述,本文對輸出分布控制理論展開研究,進一步豐富了相關控制算法,并將其應用到截面溫度場控制中。該研究成果的應用有望提升燃燒控制系統(tǒng)的性能。
【圖文】：

圖 1-1 隨機系統(tǒng)輸出分布的閉環(huán)控制輸出分布控制理論一般通過特定的基函數的某種組合對變量PDF進行逼新的模型，然后設計對應的 PDF 形狀控制器。該理論從被提出以來，速發(fā)展，針對單輸入單輸出（SISO）系統(tǒng)、多輸入多輸出（MIMO）系性系統(tǒng)的控制都有相關研究，逐漸形成了相應的常規(guī)控制、預測控制、、自適應控制、最小熵控制、故障診斷等理論。.2 輸出分布控制的建模方法由于輸出分布控制理論需要用到輸出的整體 PDF 信息，所以其建模方于傳統(tǒng)系統(tǒng)。首先需要構建輸出 PDF 模型，就是運用基函數逼近法，以和其相應權值的某種組合（一般為線性組合）表示輸出 PDF。然后將權中間變量進行控制，建立相應的 PDF 靜態(tài)或動態(tài)模型。目前，，較多采用的型有 B-樣條神經網絡（NN）模型、輸入輸出 ARMAX 模型以及 RBF 神

華北電力大學碩士學位論文件，所有權值相互獨立，方便了控制器的設計，但也帶來了新問性無法保證了。理平方根 B 樣條模型：權值向量之間的關系成有理函數，而且基輸出 PDF 值的平方根，既保證了權值的非負性，也解決了權值的題。該模型的弊端是權值與輸出 PDF 的測量值呈非線性關系，雜化。 B 樣條函數之間的關系可以用圖 1-2 簡明地表示：
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP273;TM621.2

【參考文獻】

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本文編號：2548296