一种基于折算喷氨量的SCR脱硝系统扰动抑制预测控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于折算喷氨量的SCR脱硝系统扰动抑制预测控制方法，包括步骤为：定义系统的传递函数矩阵；转换为离散状态空间模型；设置控制量约束条件；计算增量式扰动观测器计算所需模型矩阵；得到系统广义状态的估计值；计算最优的控制向量；增量式扰动观测器计算；计算当前时刻的折算喷氨指令；将即时控制量送至执行器。本发明专利技术能够显著提高控制系统对扰动的抑制能力，同时鲁棒性强，能够有效应对模型失配对控制系统带来的影响，降低了脱硝装置出口NOx浓度与设定值之间的偏差水平，改善了控制效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于折算喷氨量的SCR脱硝系统扰动抑制预测控制方法
本专利技术属于无线传感器网络
，具体涉及一种基于无人机的大规模无线传感器网络数据收集方法。
技术介绍
选择性催化还原(SCR)烟气脱硝技术是国内火电机组烟气脱硝技术中应用较为广泛的一种，技术相对成熟，且成本较低。而当前的SCR脱硝系统仍普遍采用传统的PID控制方式。SCR脱硝系统是典型的大惯性、大延迟过程，因烟气流量变化引起的非线性较强，因此传统的PID控制器往往不能达到很好的控制效果，导致装置出口NOx浓度相对设定值而言波动较大。针对非线性问题，目前工程上仍普遍采用多模型加权的策略来解决，建模工作量大，不便于现场实施。在优化控制方面，模型预测控制能够根据对被控对象未来行为的预测实现实时优化控制，并能够有效处理约束，在化工、电力等领域的过程控制中得到了较为广泛的应用。近年来，已有众多学者将预测控制算法成功应用于SCR脱硝系统的优化控制，并取得了一定的改善效果。SCR脱硝系统特性复杂，是典型的非线性过程，存在着不可测扰动的影响，如何提高建模精度和模型预测控制的扰动抑制能力成为进一步改善本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于折算喷氨量的SCR脱硝系统扰动抑制预测控制方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1：获取SCR脱硝系统运行数据，定义折算喷氨量为

【技术特征摘要】
1.一种基于折算喷氨量的SCR脱硝系统扰动抑制预测控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：获取SCR脱硝系统运行数据，定义折算喷氨量为其中m为实际喷氨量，N为机组的实际功率，NE为机组的额定功率；
S2：以折算喷氨量mP、SCR脱硝装置入口NOx浓度c1作为输入量，以SCR脱硝装置出口NOx浓度c2作为输出量，得到SCR脱硝系统由折算喷氨量到装置出口NOx浓度的传递函数G1(s)、由装置入口NOx浓度到装置出口NOx浓度的传递函G2(s)，定义系统的传递函数矩阵为
S3：确定采样时间Ts，将传递函数Gm(s)转换为离散状态空间模型：



其中x(k)为k时刻系统的状态变量，u(k)为k时刻的控制量，即SCR脱硝系统的折算喷氨量，d(k)为k时刻的可测扰动，即SCR脱硝系统的装置入口NOx浓度，y(k)为k时刻的被控量，即SCR脱硝系统出口NOx浓度，A、B、C依次为系统矩阵、输入矩阵和输出矩阵，进而得到增广状态空间模型：



式中，为k时刻系统的增广状态变量，依次为增广状态空间模型的系统矩阵、输入矩阵和输出矩阵，I表示单位矩阵，O表示零矩阵，Δu(k)＝u(k)-u(k-1)为控制量增量，Δd(k)＝d(k)-d(k-1)为可测扰动增量；
S4：设置预测控制器的相关参数，包括预测时域P、控制时域M、误差权矩阵Q、控制权矩阵R；设置卡尔曼滤波的相关参数，包括误差协方差矩阵的初始值PK(0)、扰动协方差矩阵Qn、噪声协方差矩阵Rn；
上述参数设置完毕后，得到脱硝装置出口NOx浓度的预测模型为：



其中，表示k时刻对预测时域内系统输出的预测值，表示k时刻对k+i时刻系统输出的预测值，为k时刻系统广义状态向量的估计值，ΔU(k)＝[Δu(k)…Δu(k+M-1)]T表示控制时域内控制量的增量，Δd(k)表示当前时刻装置入口NOx浓度相对前一时刻的增量，即Δd(k)＝d(k)-d(k-1)；
S5：设置控制量约束条件umin,umax,Δumin,Δumax，其中umin,umax依次为控制量约束的最小值与最大值，Δumin,Δumax依次为控制量增量约束的最小值与最大值；
S6：设置增量式扰动观测器中低通滤波器Q(s)的相关参数，包括低通滤波器的阶次nDOB和时间常数TQ；计算增量式扰动观测器计算所需模型矩阵；
S7：控制器广义状态的初始化和扰动观...

【专利技术属性】
技术研发人员：李益国，
申请(专利权)人：南京英璞瑞自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32