自抗擾控制技術(shù)及其應(yīng)用研究畢業(yè)設(shè)計.doc

《自抗擾控制技術(shù)及其應(yīng)用研究畢業(yè)設(shè)計.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。

1、目錄自抗擾控制技術(shù)及其應(yīng)用研究畢業(yè)設(shè)計目錄摘要IABSTRACTII主要符號表V第1章緒論11.1選題背景及研究意義11.2單元機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的發(fā)展和現(xiàn)狀21.2.1傳統(tǒng)單元機組協(xié)調(diào)控制算法的研究與應(yīng)用21.2.2采用先進控制算法的單元機組協(xié)調(diào)控制21.2.3自抗擾控制器(ADRC)31.3本課題研究現(xiàn)狀31.4論文主要工作及內(nèi)容5第2章自抗擾控制器的基本原理62.1傳統(tǒng)線性PID與非線性PID62.1.1非線性PID72.1.2傳統(tǒng)線性PID與非線性PID性能比較92.2自抗擾控制技術(shù)102.2.1反饋線性化102.2.

2、2擴張狀態(tài)觀測器ESO112.2.3非線性狀態(tài)誤差反饋控制律NLSEF132.2.4自抗擾控制器ADRC132.3自抗擾控制器離散算法實現(xiàn)142.3.1跟蹤微分器TD離散算法實現(xiàn)142.3.2擴張狀態(tài)觀測器ESO離散算法實現(xiàn)152.3.3非線性誤差反饋控制律NLSEF離散算法實現(xiàn)152.3.4自抗擾控制器ADRC離散算法實現(xiàn)152.4自抗擾控制器高階擴展162.5ADRC的進一步闡釋18第3章ADRC參數(shù)整定193.1跟蹤微分器參數(shù)整定193.1.1二階跟蹤微分器參數(shù)整定193.1.2高階跟蹤微分器參數(shù)整定203.2擴張狀態(tài)

3、觀測器參數(shù)整定203.3非線性控制律NLSEF參數(shù)整定233.4參數(shù)的作用分析243.5自抗擾控制器跨階控制研究24-III-目錄第4章自抗擾控制技術(shù)在協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用274.1自抗擾的離散算法實現(xiàn)274.1.1ESO的S函數(shù)274.1.2TD的S函數(shù)294.1.3NLSEF的S函數(shù)304.2常規(guī)的PID控制仿真324.3自抗擾的模型仿真33結(jié)論35參考文獻36附錄A38附錄B40附錄C42致謝44-III-主要符號表主要符號表-III-主要符號表ADRC自抗擾控制(ActiveDisturbanceRejectionC

4、ontrol)ESO擴張狀態(tài)觀測器(ExtendedStateObserver)TD跟蹤微分器（TrackingDifferentiator）NLSEF非線性狀態(tài)誤差反饋控制律(StateErroroftheNonlinearFeedbackLaw)PID比例-積分-微分(Proportional-Integral-Derivative)F系統(tǒng)的擴張狀態(tài)(ExtendedState)系統(tǒng)狀態(tài)觀測值(StateValue)控制器參數(shù)(ControllerParameters)觀測器參數(shù)(ObserverParameters)調(diào)

5、節(jié)時間(SettlingTime)超調(diào)量(OverShoot)r輸入設(shè)定值(SetPoint)y系統(tǒng)輸出(Output)u控制信號(ControlSignal)d系統(tǒng)擾動(Disturbance)τ延遲時間(LagTime)-III-第1章緒論第1章緒論1.1選題背景及研究意義隨著電網(wǎng)容量的增大和對供電質(zhì)量要求的提高,現(xiàn)代電網(wǎng)中的單元機組，都無一例外地采用了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(CCS)。單元機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的任務(wù)，即當電網(wǎng)負荷變化時，單元機組能迅速滿足負荷變化的要求，并且保持主汽壓在允許的范圍內(nèi)。然而火力發(fā)電單元機組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是

6、一個復雜的多變量控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的復雜性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）多變量的強烈耦合。協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的壓力控制回路和負荷控制回路相互關(guān)聯(lián)，存在著強烈的耦合特性結(jié)構(gòu)，即汽輪機側(cè)具有快速響應(yīng)特性，而鍋爐側(cè)則具有相對較慢的響應(yīng)特性。（2）機組動態(tài)特性是時變、非線性的。因此根據(jù)某一工作點下的線性化模型來設(shè)計的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，未必能保證系統(tǒng)在其它工作點下的適應(yīng)性，而忽略其高頻非線性，這種高頻非線性常常會被控制器激發(fā)而使調(diào)節(jié)過程振蕩。（3）系統(tǒng)存在不確定干擾，例如燃煤的煤質(zhì)變化、給煤量的擾動等，使機爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)存在著較大的不確定因素。（4

7、）鍋爐側(cè)存在很大的純遲延。面對被控對象的非線性、大滯后性和回路交叉耦合等問題，采用常規(guī)PID控制策略設(shè)計的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(CCS)只有在平穩(wěn)工況下才能投入自動，當機組動態(tài)特性發(fā)生較大變化時，難以維持正常運行。因此，人們提出多種設(shè)計方法進行嘗試，并充分利用DCS提供的高級功能開發(fā)應(yīng)用的優(yōu)越環(huán)境，將先進的實用新型控制策略及算法融合到DCS系統(tǒng)中去，解決火電機組過程控制中急需解決的控制難點。這些新型控制策略主要有模糊控制、魯棒控制、Smith預估器、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、預測控制、反饋線性化控制、自適應(yīng)控制等。然而，許多年過去了，基于誤差的

8、常規(guī)PID控制器仍然有頑強的生命力，至今在過程控制中仍然起主要作用，這是因為控制目標和對象實際行為之間的誤差信號容易獲得，基于誤差的反饋策略也容易實現(xiàn)。韓京清研究員通過對經(jīng)典PID控制器進行了深入研究，總結(jié)出PID控制器的局限，提出了非線性PID控制器的結(jié)構(gòu)[1]。這是對PID控制器的第一