【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于控制系统稳定性诊断，具体涉及基于改进型eso的一次风压控制系统稳定性诊断方法。
技术介绍
1、新型电力系统背景下，燃煤机组一次风压力控制系统和设备的复杂性不断增加，这类系统一旦发生故障便会给机组的安全稳定运行造成严重的影响。作为提高系统可靠性和降低故障风险的重要方法和有力措施，提高系统稳定性诊断的准确率和效率变得越来越重要。
2、为了防止控制系统偏离稳态，提高模型参数复杂和外部扰动频繁时一次风压力控制系统稳定性诊断的准确率，有效抑制系统外不确定因素对系统稳定性造成的干扰，当控制系统偏离稳态时，主动及时地诊断出控制系统偏离稳态状态或趋势，有必要在控制系统发散震荡前给予控制器或者控制人员一定的时间调整系统控制参数，防止系统进一步恶化。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供基于改进型eso的一次风压控制系统稳定性诊断方法，解决了一次风压力控制系统稳定性诊断准确率低的问题。
2、本专利技术所采用的技术方案是，基于改进型eso的一次风压控制系统稳定性诊断方法，以燃煤机组一次风压力控制系统为对象，采集标本数据，辨识一次风压力控制系统；提取反映一次风压力控制系统稳定性的参数，设计改进型扩张状态观测器eso(extendedstate observer)；通过引入偏差项，结合特征方程、lyapunov稳定性分析，给出一次风压力控制系统稳定性判据；动态采样控制系统参数并与稳定性判据进行对比分析，判断系统是否处于稳态。该方法把反映一次风压力控制系统稳定性的参数
3、本专利技术的特点还在于，
4、步骤1：以燃煤机组一次风压力控制系统为对象，采集控制系统标本关键数据，构建一次风压力控制系统的二阶微分方程；
5、步骤2：根据步骤1的二阶微分方程构造一次风压力控制系统的状态方程，将状态方程转换为扩张后的状态空间方程；
6、步骤3：构建附带改进型扩张状态观测器的标本数据下一次风压力控制系统扩展状态空间表达式；
7、步骤4：引入偏差项，设计系统收敛判据，并求解附带改进型扩张状态观测器的下一次风压力控制系统的特征根方程，计算状态观测器矩阵；
8、步骤5：根据lyapunov稳定定理设计控制系统稳定性判据；
9、步骤6：对控制系统进行稳定性诊断。
10、步骤1中，通过dcs数据库，滑动采集n组一次风压力控制系统阶跃扰动下关键参数，n>＝100；
11、关键参数包括控制系统输出，控制器输出，控制系统的衰减率、最大超调量、震荡次数；筛选衰减率处于75％-90％之间、最大超调量小于25％、震荡次数小于等于1次的100组数据，通过最小二乘法辨识标本数据下一次风压力控制系统的二阶微分方程：
12、
13、其中，y(t)为t时刻控制系统输出，u(t)为t时刻控制器输出，ξ为阻尼比，ωn为无阻尼自然震荡频率。
14、步骤2具体如下：
15、令y＝x1,则标本数据下一次风压力控制系统状态方程为
16、
17、其中，是x1的导数，是x2的导数；y是控制系统输出；u是控制器输出。
18、构造一次风压力控制系统改进型扩展状态空间方程，令y＝x1,将(2)式二阶矩阵扩张到三阶矩阵，得到下一次风压力控制系统扩张状态空间方程：
19、
20、将一次风压力控制系统扩张状态方程(3)转换为扩张后的状态空间方程：
21、
22、其中，
23、c＝[1 0 0]。
24、步骤3具体如下：
25、设观测矩阵l＝[β1 β2 β3]，构建附带改进型扩张状态观测器的标本数据下一次风压力控制系统的空间表达式：
26、
27、是观测器的输出、是观测器的状态变量、是观测器状态变量的导数。
28、步骤4具体如下：
29、引入偏差项e，当偏差小于经验值ε时，ε≥0，设计系统收敛判据，即|e|≤ε；偏差e的观测方法为：
30、
31、所述特征根方程为：
32、
33、其中，λ是特征值。
34、步骤4所述状态观测器的求解方法为：
35、该控制系统的特征根表达式为满足f(λ*)＝(λ*+ω0)3,其中，ω0为带宽；根据f(λ)＝f(λ*)，得到σ1＝β1+2ξωn,σ3＝2ξωnβ2+β3,其中σ1＝3ω0,据此计算状态观测器矩阵l＝[β1 β2 β3]。
36、步骤5具体如下：
37、定义矩阵p：
38、
39、令pa+atp＝-i，i为单位矩阵，求解得到p矩阵；根据lyapunov稳定定理，系统处于稳定的条件为p矩阵的各阶主子式都大于零，即δ1>0、δ2>0、δ3>0，δ1、δ2、δ3为矩阵p的各阶顺序主子行列式；据此得到控制系统稳定判据为：
40、
41、步骤6具体如下：
42、当系统满足稳定判据后，动态采集控制系统测试样本数据，即控制系统输出控制器输出通过最小二乘法辨识测试样本二阶系统微分方程：动态计算测试样本系统的与(9)式的稳定性判据对比分析控制系统是否处于稳态区间，诊断原则为：若的取值范围超过不在稳定性判据要求的取值范围，则控制系统处于稳态，否则处于非稳态。
43、本专利技术的有益效果是：本专利技术基于改进型eso的一次风压控制系统稳定性诊断方法，该方法通过提取控制系统内部特征参数构造扩张状态变量、设计改进型扩张状态观测器，实现了全周期、自主监控控制系统运行状态，若控制系统偏离稳态或有发散震荡的趋势时，主动及时地诊断出控制系统偏离稳态状态或趋势，在控制系统发散诊断前给予控制器或者控制人员一定的时间调整系统控制参数，防止系统进一步恶化，提高了诊断的安全性、准确性、便捷性。
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1.基于改进型ESO的一次风压控制系统稳定性诊断方法，其特征在于，以燃煤机组一次风压力控制系统为对象，采集标本数据，辨识一次风压力控制系统；提取反映一次风压力控制系统稳定性的参数，设计改进型扩张状态观测器；通过引入偏差项，结合特征方程、Lyapunov稳定性分析，给出一次风压力控制系统稳定性判据；动态采样控制系统参数后并与稳定性判据进行对比分析，判断是系统否处于稳态。
2.根据权利要求1所述的基于改进型ESO的一次风压控制系统稳定性诊断方法，其特征在于，具体操作步骤如下：
3.根据权利要求2所述的基于改进型ESO的一次风压控制系统稳定性诊断方法，其特征在于，步骤1中，通过DCS数据库，滑动采集n组一次风压力控制系统阶跃扰动下关键参数，n>＝100；
4.根据权利要求3所述的基于改进型ESO的一次风压控制系统稳定性诊断方法，其特征在于，步骤2具体如下：
5.根据权利要求4所述的基于改进型ESO的一次风压控制系统稳定性诊断方法，其特征在于，步骤3具体如下：
6.根据权利要求4所述的基于改进型ESO的一次风压控制系统稳定
7.根据权利要求4所述的基于改进型ESO的一次风压控制系统稳定性诊断方法，其特征在于，步骤4所述状态观测器的求解方法为：
8.根据权利要求4所述的基于改进型ESO的一次风压控制系统稳定性诊断方法，其特征在于，步骤5具体如下：
9.根据权利要求4所述的基于改进型ESO的一次风压控制系统稳定性诊断方法，其特征在于，步骤6具体如下：
...【技术特征摘要】
1.基于改进型eso的一次风压控制系统稳定性诊断方法，其特征在于，以燃煤机组一次风压力控制系统为对象，采集标本数据，辨识一次风压力控制系统；提取反映一次风压力控制系统稳定性的参数，设计改进型扩张状态观测器；通过引入偏差项，结合特征方程、lyapunov稳定性分析，给出一次风压力控制系统稳定性判据；动态采样控制系统参数后并与稳定性判据进行对比分析，判断是系统否处于稳态。
2.根据权利要求1所述的基于改进型eso的一次风压控制系统稳定性诊断方法，其特征在于，具体操作步骤如下：
3.根据权利要求2所述的基于改进型eso的一次风压控制系统稳定性诊断方法，其特征在于，步骤1中，通过dcs数据库，滑动采集n组一次风压力控制系统阶跃扰动下关键参数，n>＝100；
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【专利技术属性】
技术研发人员：李珂，刘永红，邹包产，周小朋，
申请(专利权)人：中国大唐集团科学技术研究总院有限公司西北电力试验研究院，
类型：发明
国别省市：
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