【前沿】一种二阶内反馈控制器SO-IFC的研究与应用

CAA

智慧起航，共创未来

【导读】二阶内反馈控制器是指：通过高增益PID控制器的逆变换作用，将一种新型内反馈器的结构进行反转，构造出一种新型控制策略，对高阶难控过程具有较好的控制性能。

李军, 万文军, 刘哲. 一种二阶内反馈控制器SO-IFC的研究与应用. 自动化学报, 2019, 45(5): 993-1003.

工程师提出了一种基于高增益PID控制器和内反馈器构造的一阶内反馈控制器。为了进一步提升内反馈控制器的控制性能，提出了一种基于高增益PID控制器和新型内反馈器构造的二阶内反馈控制器。高增益PID控制器是新型内反馈器的一种逆变换器，将新型内反馈器反转，构造出一种新型控制策略。

通过二阶内反馈控制器、输入函数发生器、过程对象、新型正弦跟踪滤波器、扰动模型等构造出一种二阶内反馈控制系统。

二阶内反馈控制控制系统

输入函数发生器用于简单的过程轨迹控制，两级新型正弦跟踪滤波器用于滤除高频随机干扰。新型正弦跟踪滤波器是一种“高效率”的线性滤波策略，在滤除高频随机干扰的同时，具有输出跟踪输入滞后较小的特性，并且跟踪特性与输入幅值无关，具有其他滤波策略不可替代的重要作用。

新型内反馈器由一阶微分器和一阶惯性环节所构成。

新型内反馈器

将二阶内反馈控制器运用于某1 000MW超超临界燃煤机组的锅炉主控系统的优化。优化前，所述锅炉主控系统采用PID控制。

锅炉主控系统优化示意图

采用二阶内反馈控制器优化前后的控制特性。

采用PID控制器控制，锅炉主控输出的波动较大。在稳态负荷条件下，锅炉主汽压力跟踪锅炉压力给定的最大误差为0.51MPa。在变负荷条件下，锅炉主汽压力跟踪锅炉压力给定的最大动态误差为1.17MPa。

相对而言，采用二阶内反馈控制器控制，锅炉主控输出变化平稳，能有效克服外界扰动。在稳态负荷条件下，锅炉主汽压力跟踪锅炉压力给定的最大误差为0.28MPa。在变负荷条件下，锅炉主汽压力跟踪锅炉压力给定的最大动态误差为0.68MPa。可见，采用二阶内反馈控制器在所述锅炉主控系统优化收到了明显的效果。

作者简介

李 军, 广东电网有限责任公司电力科学研究院工程人员. 主要从事计算机控制与通讯等试验研究工作. 本文通信作者. 

E-mail: lijun_87389@126.com

万文军, 广东电科院能源技术有限责任公司, 高级工程人员. 主要从事火电厂热工控制方面的试验和科研工作. 

E-mail: tansthin@163.com

刘 哲, 广东电网有限责任公司电力科学研究院，高级工程师. 主要从事火电厂热工控制方面的试验和研究工作. 

E-mail: liuzheyoungman@163.com

来源：AAS自动化学报

往期文章推荐

🔗【重要通知】关于开展2019年度中国自动化学会会士候选人提名工作的通知

🔗【会员活动】学会新版会员系统上线，福利奖品多多，欲参与活动速来观看!

🔗【CAA通知】中国自动化学会华东六省一市学术年会报名开始！

🔗【重要通知】关于2019年度CAA科学技术奖励推荐工作的通知

🔗【重要通知】关于开展第六届杨嘉墀科技奖评奖活动的通知

🔗【CCHI’2019】第二届中国认知计算与混合智能学术大会征稿通知

🔗【CAC 2019】征稿截止日期延至7月1日!

🔗【重要通知】关于2019年度CAA高等教育教学成果奖推荐工作的通知

🔗【重要通知】关于面向各分支机构、期刊编辑部征集2019中国自动化大会专题研讨会（Workshop）的预通知

🔗【重要通知】关于开展2019年CAA优秀博士学位论文奖励及推荐工作的通知

🔗【CAC 2019】2019中国自动化大会征文通知

🔗【CAA】中国自动化学会选举产生第十一届理事会领导机构（内附名单）