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基于自适应滤波的热工信号处理应用研究

作　者: 江清潘
导　师: 常太华
学　校: 华北电力大学（北京）
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 主汽温自适应滤波器 RLS IMC-PID 内模控制
分类号: TM621.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

在电厂锅炉运行中,保证主汽温控制系统的控制品质是机组经济安全运行不可缺少的环节。目前,PID串级控制系统仍然是主蒸汽温度控制系统普遍应用的控制方式,由于主汽温对象具有大惯性、大迟延及时变特性,采用常规PID整定方法难以得到满意的控制品质。本文利用基于RLS(recursive least-squares)算法的自适应滤波器具有较好的模型辨识和噪声消除能力,结合内模控制原理对IMC-PID控制器设计方法进行了研究；通过对主汽温对象的模型辨识以及串级PID控制器的设计,然后与常规PID控制效果进行比较,仿真结果表明,RLS滤波器对热工对象进行建模具有较高的精度,基于该模型的MC-PID控制器设计值能较好地解决响应快速性和准确性的矛盾,适用于大迟延、大惯性过程的控制,具有较好的抗扰动能力。

全文目录

中文摘要  3
英文摘要  3-6
第一章绪论  6-10
  1.1 选题背景及意义  6-7
  1.2 国内外研究现状  7-8
  1.3 本课题研究内容  8-10
第二章自适应滤波器理论  10-26
  2.1 自适应滤波器基础知识  10-12
    2.1.1 自适应滤波器分类  10-11
    2.1.2 横向滤波器  11-12
  2.2 基于RLS算法的自适应滤波器  12-16
    2.2.1 RLS算法  12-15
    2.2.2 RLS算法的改进  15-16
  2.3 基于LMS算法的自适应滤波器  16-18
  2.4 自适应滤波器的应用  18-25
    2.4.1 在模型辨识上的应用  18-20
    2.4.2 在噪声消除上的应用  20-25
  2.5 本章小结  25-26
第三章 RLS滤波器在主汽温模型辨识中的应用  26-34
  3.1 锅炉主汽温系统  26-27
    3.1.1 主汽温基本特性  26
    3.1.2 主汽温调节  26-27
  3.2 基于RLS滤波器的主汽温模型辨识  27-31
    3.2.1 主汽温模型  27-28
    3.2.2 模型辨识  28-30
    3.2.3 模型验证及相关分析  30-31
  3.3 模型降阶  31-33
  3.4 本章小结  33-34
第四章主汽温控制系统PID控制器设计  34-50
  4.1 引言  34-35
  4.2 常规PID控制器参数整定  35-36
    4.2.1 稳定边界法  35-36
    4.2.2 衰减曲线法  36
  4.3 IMC-PID控制器设计  36-42
    4.3.1 内模控制基本原理  36-38
    4.3.2 内模控制的理想控制器特性  38-39
    4.3.3 IMC-PID控制器设计  39-42
  4.4 基于RLS滤波器的主汽温内模控制器设计  42-49
    4.4.1 主汽温串级控制系统  42-43
    4.4.2 基于RLS滤波器的模型辨识  43-44
    4.4.3 PID控制器参数计算  44
    4.4.4 PID控制器参数跟踪性能比较  44-48
    4.4.5 变工况下IMC-P控制系统的鲁棒性  48-49
  4.5 本章小结  49-50
第五章基于RLS滤波器的主汽温闭环辨识研究  50-58
  5.1 引言  50-51
  5.2 基于RLS滤波器的闭环辨识  51-53
    5.2.1 基本原理  51-52
    5.2.2 闭环辨识步骤  52-53
  5.3 应用研究  53-57
    5.3.1 主汽温对象模型闭环辨识  53-56
    5.3.2 控制器整定  56-57
  5.4 总结  57-58
第六章结论与展望  58-60
参考文献  60-65
致谢  65-66
在校期间发表的论文及参加科研情况  66

基于自适应滤波的热工信号处理应用研究

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