一种基于广义扩增状态观测器的热工过程H无穷控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于广义扩增状态观测器的热工过程H无穷控制方法，包括采集热工过程的输入输出数据，利用这些数据建立热工过程连续状态空间模型；基于广义扩增状态观测器得到状态估计和扰动估计；基于输出设定值计算目标状态和输入；基于状态估计、目标状态和目标输入，使用H无穷控制器计算控制量u

【技术实现步骤摘要】
一种基于广义扩增状态观测器的热工过程H无穷控制方法
本专利技术涉及热工控制技术，特别是涉及一种基于广义扩增状态观测器的热工过程H无穷控制方法。
技术介绍
热力系统是能源供应的主要来源和能源消费大户，必须朝着高效、低污染的方向发展。为此，不仅要研究热力设备的硬环境、优化设计和系统改造，还要研究热力系统运行的软环境，提高生产过程的管理运行水平和控制水平。热工过程运行环境复杂，不确定性扰动是普遍存在的，不仅会降低控制器的性能，甚至会造成闭环系统不稳定。H无穷控制是处理不确定性的一种有效工具，但随着工业过程的发展，由于H无穷控制过于保守，已经无法满足控制要求。另外热工过程的扰动通常不是常值扰动，而是更高阶的扰动，例如斜波类型扰动、抛物线类型扰动，因此为了热力系统的安全经济运行，控制器对于高阶扰动也应具有较好的抑制作用。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种基于广义扩增状态观测器的热工过程H无穷控制方法，提高对于未知扰动的抑制性能，进而提高热工过程的运行的安全性和经济性。技术方案：本专利技术所述控制方法，包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于广义扩增状态观测器的热工过程H无穷控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)采集微型燃气轮机热电联供系统的输入输出数据，利用这些输入输出数据建立微型燃气轮机热电联供系统连续状态空间模型；/n(2)基于广义扩增状态观测器得到状态估计和扰动估计；/n(3)基于微型燃气轮机热电联供系统的输出设定值计算目标状态和输入；/n(4)基于微型燃气轮机热电联供系统的状态估计、目标状态和目标输入，使用H无穷控制器计算控制量u

【技术特征摘要】
1.一种基于广义扩增状态观测器的热工过程H无穷控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采集微型燃气轮机热电联供系统的输入输出数据，利用这些输入输出数据建立微型燃气轮机热电联供系统连续状态空间模型；
(2)基于广义扩增状态观测器得到状态估计和扰动估计；
(3)基于微型燃气轮机热电联供系统的输出设定值计算目标状态和输入；
(4)基于微型燃气轮机热电联供系统的状态估计、目标状态和目标输入，使用H无穷控制器计算控制量u1；
(5)基于扰动估计计算补偿控制量u2；
(6)计算微型燃气轮机热电联供系统的控制量u，调节燃料和阀门开度，进而控制燃气轮机转速和热水温度。


2.根据权利要求1所述的基于广义扩增状态观测器的热工过程H无穷控制方法，其特征在于，步骤(1)中建立的微型燃气轮机热电联供系统连续状态空间模型形式如下：



其中，x表示微型燃气轮机热电联供系统的状态，u＝[uFuV]T是微型燃气轮机热电联供系统的控制输入，包括燃料uF和阀门开度uV，y＝[yNyT]T是微型燃气轮机热电联供系统的输出变量，包括气轮机转速yN和热水温度yT，(A,B,C,D)是微型燃气轮机热电联供系统矩阵。


3.根据权利要求1所述基于广义扩增状态观测器的热工过程H无穷控制方法，其特征在于，步骤(2)包括以下步骤：
(21)将微型燃气轮机热电联供系统的连续状态空间模型改写成如下包括未知干扰和测量噪声的模型：



其中，d是微型燃气轮机热电联供系统受到的未知扰动，w是测量噪声，Bd和Dd是扰动矩阵，Bw和Dw是噪声矩阵，d＝d0+d1t+…+diti,d0,d1,…,di是未知扰动d的系数，i是未知扰动的阶数，t是当前仿真时间；
(22)定义扩增状态将带有未知干扰和噪声的模型改写成如下的扩增状态空间模型：



其中，是微型燃气轮机热电联供系统的扩增状态，是增广系统的系数矩阵，n是观测器的阶数，I是单位矩阵，O是零矩阵；
(23)采用如下形式的观测器估计系统扰动和系统状态：



其中，是微型燃气轮机热电联供系统扩增状态的估计值，是的导数，是燃气轮机转速yN和热水温度yT的估计值，L是观测器增益，L＝X-1N，矩阵X和矩阵N通过求解下面可行性问题得到：



其中，S是给定的半正定对称矩阵，用来调节观测器的估...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈琛，潘蕾，沈炯，刘振祥，孙立，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32