基于不确定性补偿的火电机组二自由度控制

本书可供从事热工过程优化控制、特别是自抗扰控制的科研人员，以及火电机组现场工程师深入阅读。

《基于不确定性补偿的火电机组二自由度控制》以大型火电机组热工过程中广泛存在的各类不确定性为出发点,分别针对最小相位过程、时滞过程、非最小相位过程和多变量热工过程设计了不确定性补偿和二自由度控制策略,并采用理论推导、数值仿真和试验方法分析和验证了控制策略的稳定性和可行性。最后,本书将提出的控制方法应用于多个亚临界和超超临界火电机组的典型热工过程,显著提升了现场控制的运行水平。本书可供热工专业的高年级本科生、研究生及热工工程人员参考。

"孙立，博士毕业于清华大学能源与环境学院，现任教于东南大学能源与环境学院。 主要从事能源动力过程先进控制研究。已在IEEE Transactions on Industrial Electronics， I&EC Research，ISA Transactions及国际自控联IFAC会刊等国际著名杂志发表第一作者SCI论文10篇，中文EI期刊论文3篇。第一发明人授权发明专利1项。相关研究结果已应用于南方电网多个火电机组，获得用户的广泛好评。"

第1章 引言
1.1 研究背景和意义
1.2 研究进展和现状
1.2.1 热工过程控制研究现状
1.2.2 不确定性：自动控制的核心问题
1.2.3 传统二自由度控制结构
1.2.4 基于扰动观测器的二自由度控制
1.2.5 基于扩张状态观测器的二自由度控制：自抗扰控制
1.2.6 基于干扰与不确定性估计器的二自由度控制
1.3 现代二自由度控制方法的特点
1.4 研究内容和技术路线
第2章 单变量二自由度控制理论基础研究
2.1 时滞过程二自由度PI的最优抗扰整定
2.1.1 研究背景
2.1.2 问题描述
2.1.3 一个新的鲁棒性指标——相对时滞裕度
2.1.4 PI控制器参数变换和稳定域计算
2.1.5 PI控制器参数稳定域求解
2.1.6 基于时滞鲁棒性约束的优化问题
2.1.7 仿真例子
2.2 时滞过程的改进一阶ADRC控制及定量整定
2.2.1 时滞ADRC结构
2.2.2 补偿对象回路近似分析与ωo整定
2.2.3 基于预期动态的kp参数整定
2.2.4 仿真例子
2.3 时滞过程二自由度UDE控制和定量整定
2.3.1 时滞过程的改进UDE控制
2.3.2 基于FOPDT过程的稳定性分析
2.3.3 基于FOPDT过程的性能分析和参数整定
2.3.4 仿真例子
2.4 基于改进ESO的非最小相位系统二自由度控制策略
2.4.1 基于模型信息的改进ESO设计
2.4.2 反调量受限的最优前馈设计
2.4.3 收敛性和参数整定
2.4.4 仿真例子
2.5 本章小结
第3章 自抗扰控制的应用基础研究
3.1 一阶ADRC的数学描述
3.2 一阶ADRC的工程实现
3.3 参数自整定工具和重调策略
3.4 ESO的离散化及其稳定性
3.5 水箱测试试验
3.5.1 试验平台介绍
3.5.2 一阶ADRC控制逻辑的基础测试
3.5.3 一阶ADRC参数自整定工具与重调策略的验证
3.5.4 时滞对象TD-ADRC参数整定方法的试验研究
3.6 本章小结
第4章 自抗扰控制在单变量热工过程中的试验研究
4.1 某超超临界机组的低压加热器凝结水位控制
4.1.1 过程描述
4.1.2 过程辨识和控制仿真
4.1.3 现场应用
4.2 某亚临界机组的磨煤机出口风温控制系统
4.2.1 过程描述
4.2.2 过程辨识和TD-ADRC控制仿真
4.2.3 现场应用
4.3 本章小结
第5章 二自由度控制在多变量热工过程中的仿真研究
5.1 流化床锅炉燃烧系统的DOB控制方法
5.1.1 过程介绍
5.1.2 DOB解耦能力分析
5.1.3 仿真结果
5.2 基于直接能量平衡的亚临界火电机组ADRC协调控制方法
5.2.1 过程介绍
5.2.2 面向直接能量平衡（DEB）控制的非线性建模
5.2.3 模型简化
5.2.4 参数辨识和校验
5.2.5 DEB控制结构的解耦性分析
5.2.6 基于多目标优化的DEB-ADRC协调控制方法
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 研究总结
6.2 进一步工作的建议与展望
附录：几个定理的证明
参考文献
在学期间发表的学术论文
致射