用于火电厂湿式电除尘器的一阶时延自抗扰控制方法

技术特征：
1.一种用于火电厂湿式电除尘器的一阶时延自抗扰控制方法，其特征在于，包括：获取湿式电除尘器的一阶标称传递函数模型；构造与所述一阶标称传递函数模型适配的一阶自抗扰控制器模型，并对该一阶自抗扰控制器模型的参数进行缩放；将所述一阶自抗扰控制器模型转化成二自由度等效模型，构建闭环特征方程并对湿式电除尘器的闭环控制系统进行稳定性分析，获取控制参数的选取范围；对所述控制参数的全面鲁棒性进行分析，得到鲁棒调整准则；根据该鲁棒调整准则对一阶自抗扰控制器模型进行参数修改及应用，对湿式电除尘器进行自抗扰控制。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一阶标称传递函数模型表示为：其中，s表示laplace算子；k表示增益；t表示时间常数；l表示时延常量。将该一阶标称传递函数模型等价表示为状态空间模型，则该状态空间模型表示为：其中，x1表示系统状态向量且等价于y；u(t)表示二次电流改变量(控制输入量)；y(t)表示出口烟尘浓度(湿式电除尘器输出)；u(t-l)表示滞后时间l的控制输入量；d(t-l)表示扰动量，该扰动量包括外部扰动和内部扰动；b0＝k/t。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一阶自抗扰控制器模型表示为：3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一阶自抗扰控制器模型表示为：其中，表示式(2)中过程输出y的估计值；表示集总干扰项的估计值；l0表示定义的标称时延；β1、β2均表示观测器增益；r表示参考信号；k
p
表示控制器增益；对所述一阶自抗扰控制器模型进行参数缩放，包括观测器参数缩放和反馈控制器参数缩放，观测器参数缩放包括：反馈控制器参数缩放包括：其中，ω
o
表示观测器的带宽参数；ω
c
表示控制器的带宽参数；λ表示可调的正参数；表示归一化拉普拉斯算子；τ为过程特征参数表示标准化时延量，表示标准化观测器带宽。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，将式(2)至式(4)的开环传递函数表示为：
则闭环控制系统的闭环特征方程为对该闭环特征方程进行缩放并转换为：当闭环特征方程(8)满足其所有的根落在复平面的左半平面内，即：根据式(9)，最终得到闭环控制系统的实际控制参数选取范围，表示为：5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述控制参数的全面鲁棒性进行分析，其检验指标包括增益裕度gm、稳定性裕度sm和相对时延裕度r
dm
，对检验指标进行分析，包括：增益裕度gm表示系统频率响应g
op
(jω)的相位等于-180
°
的频率上幅值|g
op
(jω)|的倒数；稳定性裕度sm表示|1 g
op
(jω)|的最小值；当系统时延不确定时，相对时延裕度r
dm
表示为：其中，r
d
＝(l-l0)/l0，表示不确定时滞l在标称值l0附近的时滞扰动；l表示不确定时滞l的上限，表示不确定时滞l的下限；当存在不确定时延的情况下，即l≠l0，式(7)的开环传递函数转换为：当相对时延裕度r
dm
等于r
d
时，对任意整数n≥0和频率-∞＜ω＜ ∞，r
d
需要满足：则通过在缩放参数空间中对增益裕度gm、稳定性裕度sm和相对时延裕度r
dm
进行评估，得到鲁棒调整准则，包括：随着的变化，相对时延裕度r
dm
和稳定性裕度sm不能同时达到期望的最大值；根据τ的大小进行折衷调参；调整参数λ将导致闭环控制系统鲁棒性降低，但系统闭环控制响应速度随之增加，反之亦然；对于实际调参，控制参数的推荐范围为λ∈(0,2]，6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述控制参数的推荐范围为λ＝1，

技术总结
本发明公开了一种用于火电厂湿式电除尘器的一阶时延自抗扰控制方法，涉及自动控制技术领域，解决了由于时延电除尘系统的不确定性和干扰而导致其自抗扰控制较差的技术问题，其技术方案要点是通过获取被控系统的一阶标称传递函数模型并构造与之适配的一阶自抗扰控制器模型，根据一阶自抗扰控制器模型设计自抗扰控制器；将自抗扰控制器的参数进行缩放建立被控系统特征方程并进行稳定性分析，得到系统稳定条件，即实用控制参数调节范围；进行参数的鲁棒性分析检验，给出自抗扰控制器的鲁棒调整准则。通过该自抗扰控制器进行自抗扰控制可以改善系统鲁棒性，对存在不确定时延系统有较好控制效果，可应用于湿式电除尘器的闭环控制中。中。中。


技术研发人员：苏志刚 孙雨歌 赵刚 王培红 郝勇生
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2022.08.22
技术公布日：2022/11/11