基于IGPC解耦控制的火电机组多目标协同燃烧优化控制策略 被引量：15

1

作者 冯旭刚 鲍立昌 +1 位作者 章家岩 王胜 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第9期3223-3231,共9页

针对火电机组燃煤锅炉系统的大惯性、大滞后和强耦合等特点,提出了一种基于隐式广义预测控制(Implicit generalized predictive control,IGPC)的火电机组多目标协同燃烧优化控制策略。以主蒸汽压力、炉膛负压和烟气含氧量为被控量,以燃... 针对火电机组燃煤锅炉系统的大惯性、大滞后和强耦合等特点,提出了一种基于隐式广义预测控制(Implicit generalized predictive control,IGPC)的火电机组多目标协同燃烧优化控制策略。以主蒸汽压力、炉膛负压和烟气含氧量为被控量,以燃料量、引风量和送风量为操纵量,设计基于IGPC解耦控制的多输入多输出燃烧优化控制系统,通过PID神经网络对多输入多输出预测模型进行解耦,利用滚动优化实时对目标函数进行寻优,并引入基于误差的反馈校正算法,使各控制量输出达到设定值。仿真结果表明:IGPC解耦控制策略与常规PID和IGPC未解耦控制策略相比,施加扰动的情况下,主汽压、烟气含氧量和炉膛负压调节时间分别最多可减少141s、210s和162s,超调量分别最多可减少18.2%、4%和9.3%。工程应用表明:主汽压、烟气含氧量和炉膛负压控制偏差分别低于10.15MPa、3%和±0.7Pa,各被控量波动范围小,具有良好的控制效果。 展开更多

关键词 多输入多输出 隐式广义预测解耦控制 多目标协同控制 燃烧优化

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基于IGPC的火力发电机组主汽温预测控制策略 被引量：21

2

作者 冯旭刚 张泽辰 +1 位作者 刘圣晶 章家岩 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期3307-3316,共10页

针对火力发电机组燃气锅炉主汽温控制系统大惯性、大时滞、扰动大等特点,提出一种基于隐式广义预测控制(implicit generalized predictive control,IGPC)的主汽温预测控制策略。以主汽温为被控量,减温水流量为控制量,设计应用于燃气发... 针对火力发电机组燃气锅炉主汽温控制系统大惯性、大时滞、扰动大等特点,提出一种基于隐式广义预测控制(implicit generalized predictive control,IGPC)的主汽温预测控制策略。以主汽温为被控量,减温水流量为控制量,设计应用于燃气发电锅炉主汽温控制系统的隐式广义预测控制策略,通过建立主汽温预测模型,使用滚动优化对目标函数进行输出预测,构建最优控制律,并采用反馈校正在线修正预测值。仿真结果表明,与常规的串级比例积分微分(proportional-integral-derivative,PID)控制、动态矩阵控制和Smith预估补偿控制策略相比,在模型适配施加干扰的情况下,所设计的控制策略在67s左右达到设定值,超调量仅为4.28%;在模型失配情况下,施加干扰的调节时间为78.8s,超调量仅为8.66%。工程应用结果表明:主汽温控制偏差在±7℃左右,其稳定性得到了较大的改善,有效满足燃气发电锅炉主汽温控制系统的实际要求,该策略提高了控制系统的鲁棒性。 展开更多

关键词 燃气发电锅炉 主蒸汽温度 隐式广义预测控制 稳定性 鲁棒性

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基于隐式PIGPC的火电厂主汽温系统控制 被引量：6

3

作者 田中大 李树江 王艳红 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期445-452,共8页

针对火电厂主汽温控制系统具有的大惯性、大时滞等特性,提出一种基于隐式PIGPC的控制策略。在隐式GPC(generalized predictive control)的基础上进行改进,提出具有PI结构的隐式GPC算法(隐式PIGPC)。隐式PIGPC结合了PI控制与隐式GPC的优... 针对火电厂主汽温控制系统具有的大惯性、大时滞等特性,提出一种基于隐式PIGPC的控制策略。在隐式GPC(generalized predictive control)的基础上进行改进,提出具有PI结构的隐式GPC算法(隐式PIGPC)。隐式PIGPC结合了PI控制与隐式GPC的优点,即把PI的反馈结构与GPC的预测功能结合起来,通过采用新的目标函数,获得具有PI结构的预测控制算法,可以改善控制器性能。同时对算法的稳定性进行了分析。仿真研究结果表明提出的方法在响应时间、超调、抗干扰等方面有着很好的控制效果。 展开更多

关键词 火电厂 主汽温系统 广义预测控制 PI控制 隐式Pigpc

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基于解耦设计的多变量IGPC控制方法的研究与应用 被引量：1

4

作者 袁朝辉 陈韶千 杨芳 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期936-940,共5页

针对多变量工业过程中存在的耦合性、建模困难以及不确定性的控制难点,论文研究了基于解耦设计的多变量隐式广义预测控制。该方法利用加权最小二乘递推方法根据输入输出数据直接辨识系统参数,这样就降低了控制器设计的复杂性;采用分散... 针对多变量工业过程中存在的耦合性、建模困难以及不确定性的控制难点,论文研究了基于解耦设计的多变量隐式广义预测控制。该方法利用加权最小二乘递推方法根据输入输出数据直接辨识系统参数,这样就降低了控制器设计的复杂性;采用分散设计的方式来降低各通道间的关联关系。论文利用基于最小二乘方法,根据输入输出数据来建立被控对象的数学模型,并在此基础上对控制方法进行了仿真分析与试验研究,结果表明该方法具有良好的控制效果。 展开更多

关键词 多变量系统 解耦设计 隐式广义预测控制 系统辨识 温度控制

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基于IGPC-NADRC火电机组制粉系统控制策略 被引量：7

5

作者 冯旭刚 张泽辰 +1 位作者 王正兵 宋澜波 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2904-2918,共15页

针对火力发电机组制粉系统存在参数不稳定、大滞后及多变量的问题,本文构建非线性最小二乘法辨识模型,采用隐式广义预测算法预测模型输出,构造非线性扩张状态观测器(NESO),估计系统存在的干扰并补偿,设计应用于火力发电机组制粉系统的... 针对火力发电机组制粉系统存在参数不稳定、大滞后及多变量的问题,本文构建非线性最小二乘法辨识模型,采用隐式广义预测算法预测模型输出,构造非线性扩张状态观测器(NESO),估计系统存在的干扰并补偿,设计应用于火力发电机组制粉系统的隐式广义预测非线性自抗扰控制策略(IGPC-NADRC),化简内模结构并分析系统稳定性。在仿真实验中采用时域分析法验证控制器内关键参数对系统输出的影响;设计抗干扰实验和变设定值实验,比较IGPC-NADRC控制、动态矩阵(DMC)自抗扰控制(ADRC)、IGPC-PID控制策略和DMC-PID控制策略的控制效果。研究结果表明:IGPC-NADRC控制系统的抗干扰性能好,鲁棒性强,当系统受到外界干扰时该方法的超调量为5.72%,调节时间为44 s,稳定性更佳。工程应用结果表明,采用IGPC-NADRC控制策略后系统的偏差范围比PID控制时的更小,证明了方法的有效性。 展开更多

关键词 隐式广义预测控制 自抗扰控制 煤粉质量分数 时域分析 鲁棒性

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多变量系统的广义预测控制解耦设计 被引量：11

6

作者 薛美盛 樊弟 魏衡华 《控制工程》 CSCD 北大核心 2011年第1期39-42,共4页

针对在系统关联严重的情况下,通过选择合适的权矩阵,预测控制可以实现间接解耦控制,但是系统的跟踪性能将大大降低的问题,提出了一种带设定值观测器的多变量广义预测解耦控制算法,结合前馈解耦控制策略与广义预测控制律,将其他通道对当... 针对在系统关联严重的情况下,通过选择合适的权矩阵,预测控制可以实现间接解耦控制,但是系统的跟踪性能将大大降低的问题,提出了一种带设定值观测器的多变量广义预测解耦控制算法,结合前馈解耦控制策略与广义预测控制律,将其他通道对当前通道的影响作为扰动,从而实现近似解耦。在目标函数中用控制量的增量代替控制量,使控制增量变化不至于过于剧烈。并且增加了一种新的设定值观测器,根据设定值与实际值的偏差实时改变误差权矩阵,进一步减弱了耦合。最后,磨煤机的仿真结果验证了该控制算法的优越性。 展开更多

关键词 多变量系统 解耦 广义预测控制 观测器

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GPC隐式算法及其在供热控制中的仿真研究 被引量：6

7

作者 朱学莉 齐维贵 +1 位作者 伏润 赵梅 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期2214-2217,共4页

基于理论研究和工程应用的需要,提出了广义预测隐式算法。首先介绍了具有滤波器的模型已知的基本广义预测控制(GPC)算法,然后给出了两种隐式自适应算法,一种是已知对象阶跃响应前P个参数的算法,这种算法既不需要在线递推求解Diophantin... 基于理论研究和工程应用的需要,提出了广义预测隐式算法。首先介绍了具有滤波器的模型已知的基本广义预测控制(GPC)算法,然后给出了两种隐式自适应算法,一种是已知对象阶跃响应前P个参数的算法,这种算法既不需要在线递推求解Diophantine方程,也不需在线求逆;另一种是一次辨识控制器参数的算法。最后以集中供热热力站热交换过程为应用背景,对基本算法和两种隐式算法进行仿真研究,其结果证明了算法的有效性。 展开更多

关键词 广义预测控制 隐式算法 供热过程 仿真研究

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基于神经网络与多模型的非线性自适应广义预测解耦控制 被引量：15

8

作者 石宇静 柴天佑 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期634-640,共7页

针对一类非线性多变量离散时间动态系统,提出了基于神经网络与多模型的非线性自适应广义预测解耦控制方法.该控制方法由线性鲁棒广义预测解耦控制器和神经网络非线性广义预测解祸控制器以及切换机构组成.线性鲁棒广义预测解耦控制器用... 针对一类非线性多变量离散时间动态系统,提出了基于神经网络与多模型的非线性自适应广义预测解耦控制方法.该控制方法由线性鲁棒广义预测解耦控制器和神经网络非线性广义预测解祸控制器以及切换机构组成.线性鲁棒广义预测解耦控制器用于保证闭环系统输入输出信号有界,神经网络非线性广义预测解耦控制器能够改善系统性能.切换策略通过对上述两种控制器的切换,保证系统稳定的同时,改善系统性能.同时本文给出了所提自适应解耦控制方法的稳定性和收敛性分析.最后,通过仿真实例验证了该方法的有效性. 展开更多

关键词 非线性 广义预测控制 解耦 神经网络 多模型

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航空发动机模糊自适应广义预测解耦控制 被引量：3

9

作者 彭靖波 谢寿生 +1 位作者 白云 孙东 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2009年第1期5-8,共4页

为克服航空发动机控制回路间的耦合作用,针对具有不确定大时延的航空发动机分布式控制系统,提出了一类模糊自适应广义预测解耦控制算法。利用发动机非线性模型的输入输出数据对模糊自适应推理网络进行离线训练,网络的前提参数训练后固定... 为克服航空发动机控制回路间的耦合作用,针对具有不确定大时延的航空发动机分布式控制系统,提出了一类模糊自适应广义预测解耦控制算法。利用发动机非线性模型的输入输出数据对模糊自适应推理网络进行离线训练,网络的前提参数训练后固定,后件参数则可在线调整以使网络能更好地逼近实际系统。将模糊自适应推理网络作为广义预测控制器的预测模型,可以省去常规广义预测控制器的反馈校正机构。仿真表明:当参考轨迹为阶跃信号、斜坡信号时,所设计的控制器均具有良好的动态跟踪特性和解耦特性,当时延发生变化时,系统输出仍然能稳定地跟踪参考轨迹,说明该控制器对时延不敏感,鲁棒性强。 展开更多

关键词 航空发动机 模糊自适应推理网络 广义预测控制 解耦 时延

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单相并网变换器预测直接功率控制策略研究 被引量：25

10

作者 周小杰 阮毅 汪飞 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第30期5269-5276,共8页

针对单相并网变换器,通过二阶广义积分构造与电网电压、并网电流正交的虚拟电压、电流分量来形成αβ坐标系下的两相系统。将αβ坐标系下的两相系统变换到按电网电压定向的dq旋转坐标系下。推导两相系统在αβ坐标系和dq旋转坐标系下... 针对单相并网变换器,通过二阶广义积分构造与电网电压、并网电流正交的虚拟电压、电流分量来形成αβ坐标系下的两相系统。将αβ坐标系下的两相系统变换到按电网电压定向的dq旋转坐标系下。推导两相系统在αβ坐标系和dq旋转坐标系下的数学模型,在此基础上简要分析单相并网变换器的矢量控制原理。根据瞬时功率理论和预测方法推导两相系统在dq旋转坐标系下的功率预测模型,根据此模型提出一种预测直接功率控制策略。搭建1kW的样机,对矢量控制和预测直接功率控制进行研究。实验表明预测控制方案的可行性和正确性,与矢量控制相比,预测直接功率控制具有更快的功率响应。 展开更多

关键词 单相电压型并网变换器 矢量控制 预测直接功率控制 二阶广义积分 功率解耦

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多变量非线性系统的有约束模糊预测解耦控制 被引量：9

11

作者 苏佰丽 陈增强 袁著祉 《系统工程学报》 CSCD 北大核心 2007年第5期546-550,共5页

针对多变量非线性系统提出了一种带约束输入的广义预测解耦控制算法:首先对多变量非线性系统建立T-S模糊模型,然后在每个采样点对系统进行局部动态线性化,将得到的系统线性化模型进行对角解耦,然后对其设计带输入约束的GPC算法.该算法... 针对多变量非线性系统提出了一种带约束输入的广义预测解耦控制算法:首先对多变量非线性系统建立T-S模糊模型,然后在每个采样点对系统进行局部动态线性化,将得到的系统线性化模型进行对角解耦,然后对其设计带输入约束的GPC算法.该算法充分考虑了控制输入及其增量受约束的情况,而且不必求Dio-phantine方程,减小了计算量,且削弱了变量之间的耦合程度.最后的仿真结果说明了该算法对多变量非线性系统的有效性. 展开更多

关键词 多变量非线性系统 T—S模糊模型 多变量解耦控制 广义预测控制(GPC) 约束输入

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火电机组协调控制系统的解耦广义预测控制研究 被引量：5

12

作者 王文兰 张嘉英 张丽萍 《热力发电》 CAS 北大核心 2010年第1期25-28,共4页

先进的控制策略能够提高单元火电机组的控制品质。但是,由于机组协调控制存在的多变量强耦合问题,使得常规PID调节器难以达到很好的控制效果。对此,采用解耦广义预测控制算法建立了协调控制系统数学模型。仿真结果表明,基于解耦广义预... 先进的控制策略能够提高单元火电机组的控制品质。但是,由于机组协调控制存在的多变量强耦合问题,使得常规PID调节器难以达到很好的控制效果。对此,采用解耦广义预测控制算法建立了协调控制系统数学模型。仿真结果表明,基于解耦广义预测控制算法的协调控制系统控制效果明显优于普通广义预测控制系统,具有抗负荷扰动性能,鲁棒性强,适用于具有迟延和其它耦合性较强的系统。 展开更多

关键词 火电厂 单元机组 协调控制系统 多变量 耦合 解耦广义预测控制

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四容水箱的小波神经网络广义预测控制 被引量：5

13

作者 宋清昆 余杉钰 韩笑 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2016年第16期216-220,228,共6页

针对四容水箱系统的多变量、大时滞、非线性及强耦合等特性,采用了小波神经网络广义预测控制(WNNGPC)策略。利用小波神经网络良好的函数逼近能力,对系统被控对象进行辨识,得到控制系统的预测模型,再结合广义预测控制良好的控制性能,达... 针对四容水箱系统的多变量、大时滞、非线性及强耦合等特性,采用了小波神经网络广义预测控制(WNNGPC)策略。利用小波神经网络良好的函数逼近能力,对系统被控对象进行辨识,得到控制系统的预测模型,再结合广义预测控制良好的控制性能,达到对四容水箱系统的稳定控制。在系统辨识的过程中,采用的是改进的BP学习算法,这一算法能够快速平稳地修正网络权值和阈值,使预测输出平滑地趋近期望输出。在解决系统的耦合问题上,利用了模糊控制的通用逼近性,设计了模糊前馈补偿解耦。基于模糊补偿解耦的WNNGPC对四容水箱进行控制实验,并对比分析实验结果。结果表明,这一控制策略对四容水箱进行控制时取得了较好的控制效果。 展开更多

关键词 四容水箱 小波神经网络 广义预测控制 模糊补偿解耦

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网络控制系统的自适应预测控制 被引量：4

14

作者 田中大 高宪文 李琨 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期303-308,共6页

针对具有随机时延的网络控制系统,提出一种自适应预测控制方法.利用Elman神经网络对网络控制系统的随机时延进行在线预测,然后采用一种增加微分作用的改进隐式广义预测控制方法对网络时延进行补偿,实现了随机时延网络控制系统的自适应... 针对具有随机时延的网络控制系统,提出一种自适应预测控制方法.利用Elman神经网络对网络控制系统的随机时延进行在线预测,然后采用一种增加微分作用的改进隐式广义预测控制方法对网络时延进行补偿,实现了随机时延网络控制系统的自适应预测控制.仿真结果表明,该方法对网络随机时延有很好的补偿效果,可明显改善系统输出性能,保证控制的稳定性与快速性. 展开更多

关键词 随机时延 网络控制系统 时延预测 ELMAN神经网络 隐式广义预测控制

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基于预测控制的NCS时延补偿算法 被引量：12

15

作者 田中大 高宪文 李琨 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期2165-2169,共5页

针对网络控制系统(networked control system,NCS)中随机时延导致系统性能下降的问题,利用粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)的最小二乘支持向量机(least square support vector machine,LSSVM)建立NCS中随机时延预测模型,... 针对网络控制系统(networked control system,NCS)中随机时延导致系统性能下降的问题,利用粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)的最小二乘支持向量机(least square support vector machine,LSSVM)建立NCS中随机时延预测模型,精确预测未来时刻的时延;同时利用该预测算法预测的时延通过快速隐式广义预测控制算法对NCS随机时延进行补偿。仿真结果表明,PSO优化的LS-SVM算法对随机时延具有较高的预测精度,同时快速隐式广义预测控制算法可使系统的输出很好地跟踪参考轨迹,保证系统良好的控制效果。 展开更多

关键词 网络控制系统 隐式广义预测控制 最小二乘支持向量机 粒子群优化 时延补偿

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基于广义预测的非线性解耦PID控制 被引量：2

16

作者 王永刚 柴天佑 +1 位作者 翟廉飞 石宇静 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期449-452,共4页

针对一类非线性多变量离散时间动态系统,提出了基于神经网络的非线性多变量PID解耦控制方法。该控制器是由常规PID控制器与解耦补偿器、未建模动态前馈补偿器组成,而PID参数的整定是通过广义预测的方法实现的。同时给出了该控制方法的... 针对一类非线性多变量离散时间动态系统,提出了基于神经网络的非线性多变量PID解耦控制方法。该控制器是由常规PID控制器与解耦补偿器、未建模动态前馈补偿器组成,而PID参数的整定是通过广义预测的方法实现的。同时给出了该控制方法的闭环系统的稳定性和收敛性分析。最后通过仿真实例验证了所提方法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 非线性 广义预测控制 PID解耦控制 神经网络

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对角CARIMA模型多变量广义预测近似解耦控制 被引量：4

17

作者 李奇安 金鑫 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1764-1769,1797,共7页

针对多变量系统中存在的强耦合,提出基于对角CARIMA模型的多变量广义预测控制近似解耦算法.根据对角CARIMA模型中的A和C矩阵为对角形式的特点,将多输入多输出系统分解为多个多输入单输出系统进行预测和控制,一定程度上降低了变量之间的... 针对多变量系统中存在的强耦合,提出基于对角CARIMA模型的多变量广义预测控制近似解耦算法.根据对角CARIMA模型中的A和C矩阵为对角形式的特点,将多输入多输出系统分解为多个多输入单输出系统进行预测和控制,一定程度上降低了变量之间的耦合性.根据模型预测值与参考轨迹之间的偏差实时调整目标函数中跟踪误差的加权系数,达到进一步降低各个回路之间耦合的目的.加权系数调整的基本原则是,每个输出跟踪误差的加权系数是由其他输出在同时刻偏离参考轨迹的加权误差平方和构成.当某个输出偏离目标值时,其他输出的跟踪误差权值相对增大,以避免输出之间的相互扰动,达到近似解耦的目的.利用单变量GPC、多变量MGPC、基于设定值观测器解耦的MGPC以及提出的近似解耦方法,分别对温室温度和相对湿度控制系统进行仿真实验.仿真结果显示,近似解耦算法控制平稳,输出变量之间的相互扰动显著降低. 展开更多

关键词 多变量系统 CARIMA模型 广义预测控制 解耦控制

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隐式GPC算法在重介分选过程控制中的研究 被引量：3

18

作者 曹珍贯 匡亚莉 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第12期6-10,共5页

为解决重介分选过程中重介质悬浮液密度与液位过程模型失配问题,引入隐式GPC算法对模型参数进行在线辨识,实现对重介质悬浮液的密度与液位解耦控制。仿真结果表明,针对重介分选过程模型具有大滞后、强耦合的这一特性,隐式GPC算法控制效... 为解决重介分选过程中重介质悬浮液密度与液位过程模型失配问题,引入隐式GPC算法对模型参数进行在线辨识,实现对重介质悬浮液的密度与液位解耦控制。仿真结果表明,针对重介分选过程模型具有大滞后、强耦合的这一特性,隐式GPC算法控制效果较好,抗干扰能力强,在模型失配的情况下,仍然保持系统的输出稳定。 展开更多

关键词 重介分选 隐式GPC 重介质悬浮液 解耦控制

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多变量系统的广义预测控制解耦设计 被引量：12

19

作者 王东风 《电机与控制学报》 EI CSCD 2000年第4期243-246,共4页

针对双输入双输出机炉协调控制系统，首先将系统分解为两个双输入单输出系统，并用广义预测控制原理设计控制器，通过求解二元一次矩阵方程组，实现了多步预测的解耦控制。进行了仿真研究，仿真结果证实了算法的有效性。

关键词 广义预测控制 解耦控制 多变量系统 控制算法

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输入受限的隐式广义预测控制算法的仿真研究 被引量：12

20

作者 李国勇 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第7期1533-1535,共3页

本文基于CARIMA模型提出了一种简单的隐式广义预测自校正控制算法。它避免了在线求解Dioaphantine方程;利用并列预测器间的特点,直接辨识输出预测器中的参数,并针对广义预测控制问题,在整个预测时域和控制时域,对输入幅值施加了约束;在... 本文基于CARIMA模型提出了一种简单的隐式广义预测自校正控制算法。它避免了在线求解Dioaphantine方程;利用并列预测器间的特点,直接辨识输出预测器中的参数,并针对广义预测控制问题,在整个预测时域和控制时域,对输入幅值施加了约束;在此基础上以二次规划作为滚动优化策略,进行计算机仿真,获得预测控制信息和输出信息;然后采用加权控制律,不仅使预测信息得以充分利用,而且使系统的性能得到明显改善。 展开更多

关键词 广义预测控制 受限 加权控制律 隐式算法 发动机

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