一种凝汽器水位控制系统过程给定处理方法及装置与流程

本发明涉及工业过程控制领域，尤其涉及一种凝汽器水位控制系统过程给定处理方法及装置。

背景技术：

1、在工业过程控制实践中，工程研究人员发明出一种工程最速控制器(engineeringfastest?controller，efc)，显著提高了反馈控制性能。efc的范畴包括：工程最速比例-积分(engineering?fastest?proportional-integral，efpi)控制器、加速型工程最速比例-积分(accelerated?engineering?fastest?proportional-integral，aefpi)控制器、工程最速超前观测器(engineering?fastest?leading?observer，eflo)。efpi适合与eflo串级运用，在高阶过程，相对比例-积分-微分(proportional-integral-derivative，pid)控制性能的提升幅度是足够的。aefpi适合单独运用，相对相对比例-积分-微分(proportional-integral，pi)控制性能的提升幅度是足够的。

2、efc技术已经在广东省火电机组调峰、调频领域进行了规?；乒?。实践中发现，如火电机组凝汽器水位控制系统等一阶滞后过程，aefpi控制的过程超调量较大，这是aefpi控制的固有特性?；鸬缁槟魉豢刂葡低巢辉市沓鱿纸洗蟮墓坛?，通过在过程给定端接入一个一阶惯性滤波器(first?order?inertial?filter，foif)对抑制过程超调有较好的作用。然而，这种简单的处理方法明显降低了aefpi控制的调节性能。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种凝汽器水位控制系统过程给定处理方法及装置，显著提高了加速型工程最速比例-积分(aefpi)控制的调节性能。

2、为实现上述目的，本申请实施例的第一方面提供了一种凝汽器水位控制系统过程给定处理方法，包括：

3、将火电机组凝汽器水位控制系统的过程给定信号输入比例控制器；

4、将所述比例控制器的输出信号输入一阶惯性滤波器；

5、将所述一阶惯性滤波器的输出信号进行微分处理，得到微分信号；

6、将所述过程给定信号与所述微分信号进行相减处理，得到加速型最速控制系统过程给定信号。

7、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述比例控制器的拉普拉斯传递函数为：

8、fpco(s)＝kpco

9、其中，fpco(s)为比例控制器的拉普拉斯传递函数；kpco为比例控制器的增益，单位为无量纲。

10、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述一阶惯性滤波器的拉普拉斯传递函数：

11、

12、其中，ffoif(s)为一阶惯性滤波器的拉普拉斯传递函数；tfoif为一阶惯性滤波器的时间常数，单位为s。

13、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述微分信号的拉普拉斯传递函数为：

14、

15、其中，fcd(s)为微分信号的拉普拉斯传递函数；tcd为常规微分器的时间常数，单位为s。

16、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述加速型最速控制系统过程给定信号的拉普拉斯传递函数为：

17、

18、其中，faefcspg(s)为加速型工程最速控制系统过程给定的拉普拉斯传递函数；fpco(s)为比例控制器的拉普拉斯传递函数，kpco为比例控制器的增益，单位为无量纲；ffoif(s)为一阶惯性滤波器的拉普拉斯传递函数，tfoif为一阶惯性滤波器的时间常数，单位为s；fcd(s)为常规微分器的拉普拉斯传递函数；tcd为常规微分器的时间常数，单位为s。

19、本申请实施例的第二方面提供了一种凝汽器水位控制系统过程给定处理装置，包括：

20、比例控制器、一阶惯性滤波器、常规微分器和减法器；外部的过程给定信号源分别与所述比例控制器的输入端、所述相连减法器的减数端相连；所述比例控制器的输出端与所述一阶惯性滤波器的输入端相连；所述一阶惯性滤波器的输出端与所述常规微分器的输入端相连；所常规微分器的输出端与所述减法器的被减数端相连；所述减法器的输出端通过外部的加法器与外部的加速型工程最速比例-积分控制器相连；

21、所述比例控制器得到凝汽器水位控制系统过程给定的过程给定信号并处理后，将处理得到的比例控制信号输入一阶惯性滤波器；

22、所述一阶惯性滤波器将处理所述比例控制信号得到的一阶惯性滤波信号输入所述常规微分器；

23、所述常规微分器对所述一阶惯性滤波信号进行微分处理，得到减法信号；

24、所述减法器将所述过程给定信号与所述减法信号进行相减处理，得到加速型最速控制系统过程给定信号。

25、在第二方面的一种可能的实现方式中，所述比例控制器的拉普拉斯传递函数为：

26、fpco(s)＝kpco

27、其中，fpco(s)为比例控制器的拉普拉斯传递函数；kpco为比例控制器的增益，单位为无量纲。

28、在第二方面的一种可能的实现方式中，所述一阶惯性滤波器的拉普拉斯传递函数：

29、

30、其中，ffoif(s)为一阶惯性滤波器的拉普拉斯传递函数；tfoif为一阶惯性滤波器的时间常数，单位为s。

31、在第二方面的一种可能的实现方式中，所述常规微分器的拉普拉斯传递函数为：

32、

33、其中，fcd(s)为微分信号的拉普拉斯传递函数；tcd为常规微分器的时间常数，单位为s。

34、在第二方面的一种可能的实现方式中，所述加速型最速控制系统过程给定信号的拉普拉斯传递函数为：

35、

36、其中，faefcspg(s)为加速型工程最速控制系统过程给定的拉普拉斯传递函数；fpco(s)为比例控制器的拉普拉斯传递函数，kpco为比例控制器的增益，单位为无量纲；ffoif(s)为一阶惯性滤波器的拉普拉斯传递函数，tfoif为一阶惯性滤波器的时间常数，单位为s；fcd(s)为常规微分器的拉普拉斯传递函数；tcd为常规微分器的时间常数，单位为s。

37、相比于现有技术，本发明实施例提供一种凝汽器水位控制系统过程给定处理方法及装置，通过对火电机组凝汽器水位控制系统的过程给定信号进行四步处理，依次为：比例控制处理、一阶惯性滤波处理、常规微分处理和减法处理，其中一阶惯性滤波处理减少所述过程给定信号的过程超调量后再通过减法处理减少对外部aefpi的抑制作用，比例控制器和常规微分器调整信号的范围保证兼容性，整个流程下来使凝汽器水位控制系统的加速型最速控制系统抑制了过程超调，显著减小了调节时间，提升了加速型工程最速比例-积分控制器的控制性能。

技术特征：

1.一种凝汽器水位控制系统过程给定处理方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述凝汽器水位控制系统过程给定处理方法，其特征在于，所述比例控制器的拉普拉斯传递函数为：

3.如权利要求1所述凝汽器水位控制系统过程给定处理方法，其特征在于，所述一阶惯性滤波器的拉普拉斯传递函数：

4.如权利要求1所述凝汽器水位控制系统过程给定处理方法，其特征在于，所述微分信号的拉普拉斯传递函数为：

5.如权利要求1所述凝汽器水位控制系统过程给定处理方法，其特征在于，所述加速型最速控制系统过程给定信号的拉普拉斯传递函数为：

6.一种凝汽器水位控制系统过程给定处理装置，其特征在于，包括：比例控制器、一阶惯性滤波器、常规微分器和减法器；外部的过程给定信号源分别与所述比例控制器的输入端、所述相连减法器的减数端相连；所述比例控制器的输出端与所述一阶惯性滤波器的输入端相连；所述一阶惯性滤波器的输出端与所述常规微分器的输入端相连；所常规微分器的输出端与所述减法器的被减数端相连；所述减法器的输出端通过外部的加法器与外部的加速型工程最速比例-积分控制器相连；

7.如权利要求6所述凝汽器水位控制系统过程给定处理装置，其特征在于，所述比例控制器的拉普拉斯传递函数为：

8.如权利要求6所述凝汽器水位控制系统过程给定处理装置，其特征在于，所述一阶惯性滤波器的拉普拉斯传递函数：

9.如权利要求6所述凝汽器水位控制系统过程给定处理装置，其特征在于所述常规微分器的拉普拉斯传递函数为：

10.如权利要求6所述凝汽器水位控制系统过程给定处理装置，其特征在于所述加速型最速控制系统过程给定信号的拉普拉斯传递函数为：

技术总结
本发明公开一种凝汽器水位控制系统过程给定处理方法及装置，包括：将火电机组凝汽器水位控制系统的过程给定信号输入比例控制器；将所述比例控制器的输出信号输入一阶惯性滤波器；将所述一阶惯性滤波器的输出信号进行微分处理，得到微分信号；将所述过程给定信号与所述微分信号进行相减处理，得到加速型最速控制系统过程给定信号。采用本发明，使凝汽器水位控制系统的加速型最速控制系统抑制了过程超调，显著减小了调节时间，提升了加速型工程最速比例?积分控制器的控制性能。

技术研发人员：李军
受?；さ募际跏褂谜撸?/b>广东电网有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/8