增量式广义PI函数观测器的概念与工程应用

韩忠旭^1,2，张同为³，潘钢^1,2，孙颖^1,2，考志强^1,2

1. 中国电力科学研究院电厂自动化研究所2. 北京国电智深控制技术有限公司3. 华北电力大学控制科学与工程学院

摘 要：锅炉过热器蒸汽温度受控对象通常具有大惯性、大迟延、参数慢时变等特点。借鉴增量式观测器和PI状态观测器的研究成果,并结合热控领域复杂控制系统通常设计成串级调节系统的实际情况,提出增量式广义PI函数观测器（IFO-PIO/BS）及其状态反馈的概念,构造串级调节系统与观测器相融合的广义状态反馈控制系统,通过数学分析,给出IFO-PIO/BS的充分条件及其相应定理和推论的证明,揭示出该控制系统等价于IFO-PIO/BS具有了变增益状态反馈的功能。将其实际应用于一台300 MW单元机组的锅炉主蒸汽温度控制系统中,当负荷以8 MW/min的速率升降50 MW,或以5 MW/min的速率分别升降80 MW时,主蒸汽温度的最大偏差被控制在4℃,为解决锅炉过热器蒸汽温度这种大惯性、大迟滞受控对象的控制难题提供一个实例。

关键词：增量式函数观测器（IFO-KΔx）;PI观测器;状态反馈控制;温度控制;大惯性;大迟延;