生物质循环流化床锅炉燃烧过程多目标经济预测控制-第2页-北极星火力发电网

投稿

我要投稿

其中，Ω是终端约束集，xN|k∈Ω是终端约束条件，J1(xk，uk)(J1*(xk)是字典序约束，用于保证目标J1的最优性，最终得到的字典序最优解为

其中稳定运行目标和经济性目标分别为

其中E1为关于某一平衡点的正定终端代价函数。

再根据滚动时域控制原理，得到相应的字典序多目标非线性预测控制律：

其中u0*|k是u*k的第一个分量，对应的闭环系统为

由式(10)～(12)，LMPC算法如下：

步骤1选择预测时域N和终端代价函数E1(x)，设置目标函数Ji(i=1，2)。

步骤2测量k时刻状态xk，再按如下过程求解最优控制序列u*k。

步骤2.1求解第一层优化问题(10a)，获得最优序列u1k*。

步骤2.2求解第二层优化问题(10b)，获得最优序列u2k*。

步骤2.3确定整个优化问题(式(10))的字典序最优序列，u*k=u2k*。

步骤3将u*k的首个分量作用于系统式(3)，更新状态。

步骤4令k=k+1，并返回步骤2。

在字典序多目标非线性预测控制算法设计中，需要离线求解终端代价函数E1和终端域Ω及其定义在Ω上的局部虚拟控制律uloc，根据三要素(E1，Ω，uloc)可以保证字典序多目标非线性预测控制闭环系统式(13)的渐近稳定性［18］。

考虑锅炉系统式(3)中相关变量的平衡关系［7］和实际生产过程中床温、烟气氧含量、风煤比等经济性控制要求，离线计算经济性能最佳的稳态系统的平衡点(xs，us)：

再考虑锅炉系统式(3)在平衡点(xs，us)的离散时间线性化模型：

其中，A和B是系统式(3)在平衡点的雅可比矩阵：

考虑设定值跟踪性能函数式(4)，对局部线性化系统式(15)采用LQR方法得正定矩阵P和反馈增益矩阵Kloc，则构建终端代价函数E1(x)=(x－xs)TP(x－xs)和局部控制律uloc(x)=－Kloc(x－xs)+us以及终端域Ω={x(R6：E1(x)(a，a＞0}。注意局部控制律uloc(x)不会用于CFBB燃烧过程控制，而仅是用于计算终端域Ω以确保字典序多目标非线性预测控制问题式(10)的递推可行性。

3仿真比较与分析

考虑CFBB燃烧过程非线性连续时间模型式(1)，以采样时间Ts=1s离散化得对应离散时间非线性模型式(3)，分别应用WMPC和LMPC算法作对比仿真研究。

在仿真研究中，令预测时域N=5，约束条件为xmin=［221，0.03，0.03，1116.9，1000，32.4］T，xmax=［223，0.06，0.06，1117.1，1004，32.6］T，umin=［3.5，4.1，14.5］T，umax=［4.3，5.9，15.7］T，αmin=4.0和αmax=6.0。经济性能函数式(5)的折算系数分别为p1=4.3×10－1，p2=2.6×10－4和p3=1.4×10－5。通过离线试差法选取设定值跟踪控制目标式(4)中加权对角矩阵Q=diag{0.1，10，1，10，0.001，1}和R=diag{1，1，1}。求解稳态优化问题式(14)，得最佳经济性能的稳态系统平衡点(xs，us)=(221.49，0.048，0.0501，1117.008，1001.70，32.412，4.0，5.0，15.0)。为求三要素(E1，Ω，uloc)，在最佳经济平衡点(xs，us)处考虑线性系统式(15)，应用LQR方法得正定对称矩阵：

和局部控制器反馈增益矩阵：

进而计算终端域Ω={x(R6：E1(x)(0.09}。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

订阅北极星周刊，精彩内容不再错过！

特别声明：北极星转载其他网站内容，出于传递更多信息而非盈利之目的，同时并不代表赞成其观点或证实其描述，内容仅供参考。版权归原作者所有，若有侵权，请联系我们删除。

凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创，转载需获授权。

阅读下一篇

寒冬时节煤价涨幅有限

生物质发电查看更多>火电技术查看更多>火力发电查看更多>

姓名：
性别：
出生日期：
邮箱：
所在地区：
行业类别：
工作经验：
学历：
公司名称：
任职岗位：

生物质循环流化床锅炉燃烧过程多目标经济预测控制

寒冬时节煤价涨幅有限

登录注册

绑定账号

想要获取更精准资讯推荐？建议您完善以下信息~

订阅成功

想要获取更精准资讯推荐？建议您
完善以下信息~