火电厂磨粉机制粉控制系统

将控制系统设计为3个互为独立的控制回路，采用热风门控制球磨机出口温度，再循环风门控制入口负压，给煤量控制球磨机入口负压形成3套独立的PID控制回路。通过机理分析可知，钢球磨煤机的3个控制回路间耦合非常严重，因此如果将一个系统做成各自独立的系统，很难保证长期稳定安全经济运行，控制品质很差，在实际电力生产中很大程度上仍需要手动控制，制粉系统很难工作在最佳工况下，磨煤电耗高，经济性差。（2）解耦控制

常规解耦控制方法可分为静态解耦和动态解耦。静态解耦方法适用于对象模型较精确，在静态工作点附近线性度较好的环境，它具有结构简单、实现容易的特点，但钢球磨煤机是一个复杂的被控对象，工作状态极不稳定，所以静态解耦不适用于钢球磨煤机。动态解耦是在被控对象工作的全过程进行解耦，在一定的条件下有良好的解耦效果。解耦后的系统可按单回路的原则来整定PID控制器的参数。动态解耦也是基于可获得钢球磨煤机的精确数学模型，且限于磨煤机的动态工作点附近线性度的良好。（3）基于多变量频域理论的INA设计方法

INA法具有对数学模型的精确性要求不高、物理概念清晰、易于工程实现等特点惠州发电机环保消音

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。INA法的关键在于求出被控对象的预补偿矩阵，使对象的广义传递函数具有对象优势。基于INA方法设计的磨煤机控制方案小，不需要精确的数学模型，克服了系统易受扰动、稳定性差的毛病，使系统具有耦合小，鲁棒性及故障稳定性强的特点，但INA法设计磨煤机控制系统需相应的CACSD软件。（4）模糊控制

模糊控制本质上是非线性控制，它不需要知道被控对象的数学模型，具有比常规控制系统更好的稳定性、更强的鲁棒性和良好的抗噪性能，且容易跟人工操作经验相结合，可以有效地实现对非线性系统的控制。运用模糊控制理论控制钢球磨煤机必须解决多变量模糊控制的问题，通过相关方程分解可将一个多输入多输出的模糊控制器分解为若干个单输入，单输出的模糊控制器，这样可用3个单输入单输出的模糊控制器实现对磨煤机的控制，大大简化了系统的设计。预测控制

预测控制的主要目的是解决大延时系统的控制问题。将球磨机的传递函数矩阵转换为球磨机的脉冲响应矩阵，根据系统的现在时刻和过去时刻的控制输入预测系统输出的未来值，实现预测控制。预测控制的难点在于预测传递函数的获取，特别在于像球磨机这种时变对象。现有控制方法存在的主要问题（1）在线寻优控制方式的核心是制粉单耗的计算，而单耗计算需要的诸多参数难以在线测量，有的只能根据实验室的分析结果定期输入，因此当原煤性质发生变化时该方法仍然具有一定的局限性。（2）常规的PID调节的控制效果很难满足要求，即使采用Smith预估控制和Dahlin算法，同样需要知道被控对象的精确数学模型，所以也很难取得良好的控制效果。（3）以往的控制系统没有充分考虑控制变量之间的耦合，大多数是采用相互独立的3套回路分别进行控制，即通过调节给煤量、再循环风量、热风量来控制球磨机负荷、磨入口负压、磨出口温度。由于3个控制回路间信号严重耦合，所以系统调节频繁，运行不稳定，3个控制回路不能同时投入运行。甚至，还可能引起事故的频繁发生，特别是用热风量单独控制球磨机出口温度时，当煤含水量变大时，出口温度低将增加热风量，再循环风量小，很容易使入口负压变小，导致球磨机“跑粉”现象的出现。动态步进搜索自寻优控制对球磨机的经济运行有一定作用，但搜索起始步的选取较困难，不恰当的起始步延长了寻优时间，且由于最小制粉单耗位于球磨机的非自平衡区域，对球磨机稳定经济运行极为不利。模糊控制和基于规则的智能控制，均会遇到规则的爆炸问题，因为规则数太少，不能达到应有的效果，而规则数太多，对于一个3输入3输出的强耦合系统来说计算量很大，即导致规则的爆炸。球磨机系统特性建模和存煤量测量为了使磨煤机的自动控制达到最佳运行工况，必须得到球磨机的最佳钢球装载量、球磨机的最佳存煤量、球磨机的最佳通风量确切数值及球磨机系统的最准确特性。最佳钢球装载量，由制粉系统调整试验得出；最佳通风量可由研磨出力，干燥出力以及最终由磨煤机出口温度和入口负压得出；而球磨机筒内载煤量一直没有最有效的测量手段，球磨机对象的特性建模也比较困难。球磨机制粉控制系统的发展趋势和当前研究热点内容主要发展趋势充分考虑球磨机系统的非线性强耦合特性以及大迟延大惯性，以非线性智能控制理论为基础，着力解决系统的耦合问题，并充分考虑断煤、堵煤和超温等各种异常工况，提高系统在