【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种船舶增压锅炉主蒸汽压力预测控制方法。
技术介绍
船舶增压锅炉作为船舶的动力装置，船舶增压锅炉主蒸汽压力是衡量锅炉本身性能好坏的重要指标。然而，现有的对船舶增压锅炉主蒸汽压力的控制方法往往存在滞后，例如，当锅炉燃料流量改变时，船舶增压锅炉主蒸汽压力的变化需要在一段时间之后才能检测到。此外，由于测量仪器(压敏元件)在测量过程中也将不可避免受测量噪声干扰，极小的测量误差就可能引起较大的控制误差，这使得船舶增压锅炉主蒸汽压力很难保证被控制在给定值上。目前，对于船舶增压锅炉主蒸汽压力的控制多采用传统的PID控制算法，该算法能够在一定程度上改善控制效果，但是不能很好地满足实际需求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种船舶增压锅炉主蒸汽压力预测控制方法，使得船舶增压锅炉主蒸汽压力能够被快速地控制在给定值上。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种船舶增压锅炉主蒸汽压力预测控制方法，包括：建立船舶增压锅炉主蒸汽压力控制系统中锅炉的传递函数模型G(s)，并对传递函数模型G(s)进行离散化，以获得系统的状态空间模型z(k)；设定状态空间模型z(k)中的主...
【技术保护点】
一种船舶增压锅炉主蒸汽压力预测控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：建立船舶增压锅炉主蒸汽压力控制系统中锅炉的传递函数模型G(s)，并对所述传递函数模型G(s)进行离散化，以获得所述系统的状态空间模型z(k)；步骤S2：设定所述状态空间模型z(k)中的主蒸汽压力给定值r(0)以及各参量的初值；步骤S3：更新当前时刻的目标函数J，并根据所述主蒸汽压力给定值r(0)以及当前所述各参量的值，计算后N步内的状态预测值x(k+1)，主蒸汽压力实际值y(k)和所述目标函数的当前最优输出u(k)；步骤S4：根据所述状态预测值x(k+1)，所述主蒸汽压力实际值y(k)以及所述当前最...
【技术特征摘要】
1.一种船舶增压锅炉主蒸汽压力预测控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：建立船舶增压锅炉主蒸汽压力控制系统中锅炉的传递函数模型G(s)，并对所述传递函数模型G(s)进行离散化，以获得所述系统的状态空间模型z(k)；步骤S2：设定所述状态空间模型z(k)中的主蒸汽压力给定值r(0)以及各参量的初值；步骤S3：更新当前时刻的目标函数J，并根据所述主蒸汽压力给定值r(0)以及当前所述各参量的值，计算后N步内的状态预测值x(k+1)，主蒸汽压力实际值y(k)和所述目标函数的当前最优输出u(k)；步骤S4：根据所述状态预测值x(k+1)，所述主蒸汽压力实际值y(k)以及所述当前最优输出u(k)，获得实际预测输出并计算所述系统的误差e(k)，其中，所述误差e(k)为所述主蒸汽压力给定值与所述实际预测输出的差；步骤S5：令k＝k+1，滚动优化所述目标函数J，重复执行所述步骤S3和所述步骤S4，直至所述误差e(k)稳定在允许范围内，从而保持所述主蒸汽压力稳定在给定值上。2.根据权利要求1所述的船舶增压锅炉主蒸汽压力预测控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述传递函数模型为所述状态空间模型为z(k+1)＝Az(k)+BΔu(k)+CΔr(k+1)；其中，K，T，τ1为所述传递函数模型的系数，A,B,C为所述状态空间模型的迭代系数，Δ＝1-z-1是增量算子，表示当前时刻相对于前一时刻的增量，所述传递函数模型G(s)描述的是输入燃料流量u(t)与输出锅炉主蒸汽压力值y(t)之间的动态特性，Y(s)为y(t)所对应的拉普拉斯变化函数，U(s)为u(t)所对应的拉普拉斯变换函数，z(k)为所述系统在第k时刻的状态，u(k)为所述系统在第k时刻的燃料输入值，r(k+1)为所述系统在第k+1时刻的主蒸汽压力给定值。3.根据权利要求2所述的船舶增压锅炉主蒸汽压力预测控制方法，其特征在于，所述迭代系数A为：所述迭代系数B为：所述迭代系数C为：其中，Cm＝[1 0 0 … 0]1×S+1，S＝τ1/Ts，Ts为离散化采样周期。4.根据权利要求1所述的船舶增压锅炉主蒸汽压力预测控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，需要设定初值的参量为，所述系统的控制步长M，输出步...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘胜，赵宝令，张兰勇，王宇超，李冰，刘洪丹，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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