基于扩展状态观测器的锅炉-汽轮机组模糊模型预测控制

作     者：夏建国 张桂林 吕先平 王炳奎 XIA Jianguo;ZHANG Guilin;LYU Xianping;WANG Bingkui

作者机构：宝武集团鄂城钢铁有限公司湖北鄂州436000 

出 版 物：《湖北大学学报（自然科学版）》 (Journal of Hubei University：Natural Science)

年 卷 期：2024年第46卷第3期

页      面：384-391页

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：安徽高校自然科学研究重大项目(KJ2021ZD0042) 安徽省重点研究与开发计划项目(2022f04020004)资助 

主　　题：汽轮机组 稳定模型预测控制 模糊控制 扩张状态观测器 

摘      要：针对锅炉-汽轮机组易受扰动、非线性等特点,提出一种基于扩展状态观测器的模糊模型预测控制方法。首先,基于实际被控对象的输入输出数据建立1 000 MW锅炉-汽轮机组的模糊模型;然后利用输出代价函数在模糊模型上设计一个稳定的模糊模型预测控制器,以实现节流蒸汽压力、分离器蒸汽焓和负荷的稳定、快速和准确跟踪。将一种改进的线性扩展状态观测器与预测控制器相结合,以增强其抗干扰性能,该观测器可以在线估计系统的行为变化和未知干扰,通过设计合适的李雅普诺夫函数证明了整个控制系统的闭环稳定性。在对某1 000 MW锅炉-汽轮机组模型的节流阀压力、蒸汽分离焓和有效功率(负荷)参数的仿真中,具有扩展状态观测器的模糊模型预测控制超调量和调节时间等指标均优于积分模型预测控制、稳定模型预测跟踪控制器(stable model predictive tracking controller,SMPTC)和广义扩展状态观测器的控制(generalized extended state observer control,GESOBC),证明了所提出方法的有效性。