一種改進(jìn)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)廣義預(yù)測控制方法

焦 健

（北京京能科技有限公司，北京 100036）

0 引言

單元火電機(jī)組是一個(gè)復(fù)雜的多變量系統(tǒng)，以350 MW的超臨界機(jī)組為例，其協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是一個(gè)典型的三輸入—三輸出系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸入包括煤量、汽輪機(jī)調(diào)門開度和給水流量，系統(tǒng)的輸出包括主汽壓力、負(fù)荷和過熱度。傳統(tǒng)的控制策略是使用比例積分微分PID（proportion integration differentiation）控制器對各輸出進(jìn)行控制，其缺點(diǎn)是PID參數(shù)整定復(fù)雜煩瑣，同時(shí)需要加入各種前饋補(bǔ)償，導(dǎo)致整個(gè)回路的控制邏輯十分復(fù)雜，不利于現(xiàn)場調(diào)試。隨著火電控制技術(shù)的不斷發(fā)展，近些年人們對預(yù)測控制在協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)上應(yīng)用的研究逐漸增多，并取得了一些較好的結(jié)果。預(yù)測控制是以計(jì)算機(jī)為實(shí)現(xiàn)手段的，因此其算法一般應(yīng)為采樣控制算法而不是連續(xù)控制算法。顧名思義，預(yù)測控制應(yīng)包含預(yù)測的原理。在傳統(tǒng)的采樣控制中，有些算法也用到了預(yù)測的原理。在現(xiàn)有的研究中，廣義預(yù)測控制GPC（generalized predictive control）作為一種對模型要求較低、魯棒性好、適用于計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的智能控制算法，已成功應(yīng)用于協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中，取得了比較好的結(jié)果[1]。

但現(xiàn)有的廣義預(yù)測控制算法在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在一些不足之處。一是常規(guī)的對角受控自回歸積分滑動平均CARIMA（controlled auto regressive integrated moving average）模型表達(dá)的多變量廣義預(yù)測控制算法模型結(jié)構(gòu)單一，計(jì)算復(fù)雜；同時(shí)傳統(tǒng)的廣義預(yù)測控制算法需要求解丟番圖方程，將過去與未來時(shí)刻的輸入分離開來，便于求導(dǎo)，這又進(jìn)一步加大了計(jì)算量。二是目前的算法與PID算法相同，只能滿足定值控制方式。……