针对不可操作变量的发电机组多变量闭环辨识方法
【专利摘要】针对含不可操作变量的发电机组多变量闭环辨识方法，包括步骤：回路实验获取系统输入输出数据；获取全部回路的最大临界频率；获取系统在中频段多个频率点的频率特性；以及确定传递函数矩阵模型。其中所述回路实验获取系统输入输出数据具体为：依次对各个回路的参考输入施加阶跃测试信号，保持其他参考输入不变，对含有不可操作变量的回路则采用改进继电反馈实验，记录下每次实验各回路对象的输入输出信号。本发明公开的针对含不可操作变量的发电机组多变量系统辨识方法，对火电单元机组过程对象是有效的，且在噪声环境下辨识结果具有较高的精度。
【专利说明】针对不可操作变量的发电机组多变量闭环辨识方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是多变量系统闭环辨识方法，特别是含针对不可操作变量的多变量闭环频域辨识方法，属于多变量系统应用【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着现代科学技术的进步和现代工业的发展，社会对电能的需求不断地增长，使电网容量不断扩大。生产的发展和人民生活水平的提高，使得用电结构发生很大的变化。近几年来，我国电力生产以前所未有的速度迅猛扩张，电网运行的主要矛盾，已经由缺电正在向着在某个特定时期调峰调频能力不足转变，最大峰谷率和平均峰谷率在逐年增加，可以表明电网对调峰调频的要求越来越迫切。现代火电厂的大型单元机组具有大时滞、时变、非线性、强耦合、机炉动态特性差异大的特点，是一个典型的多输入多输出过程对象。单元机组协调控制系统是电厂自动控制系统中最复杂的系统，它的任务是使机组负荷紧密跟踪外界负荷需求，并保持机前压力的稳定。机组采用协调控制系统运行时，将锅炉、汽机和发电机作为一个统一整体进行控制。采用先进控制技术是提高火电机组调峰调频能力的重要手段，但很多先进控制技术都是基于过程的数学模型，包括动态或静态的模型，而且火电机组中存在含不可操作变量的回路。如何获得被控过程的准确的多输入多输出数学模型，是应用先进过程控制技术的关键。因此，对火电机组动态模型和测量技术进行深入研究，制定合理的优化和控制策略，提高电网调峰调频能力，对增强电力系统运行的安全稳定水平，提高电能质量，具有重要的意义。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于针对含有不可操作变量回路的难辨识性，提出了一种针对含不可操作变量的发电机组多变量系统辨识方法，对不可操作回路进行改进继电反馈实验的方法，获取系统中频段的频率特性，从而辨识出多变量过程模型矩阵，具有很高的辨识精度，从而为多变量系统的可辨识性和精确控制提供了必要的参数模型。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的，本发明方法将一个强耦合的多变量系统的辨识问题分解成多个单输入单输出系统的辨识问题，通过对系统各回路进行阶跃响应测试、不可操作的回路进行改进继电反馈实验获取系统各回路的输入输入数据，然后对系统的输入输出信号进行信号分解和频谱分析，得到中频段多个频率点的频率特性，获得该多变量系统的传递函数矩阵模型，具体包括回路实验获取系统输入输出数据、获取全部回路的最大临界频率、获取系统在中频段多个频率点的频率特性、确定传递函数矩阵模型四个步骤。其中，实现对含不可操作变量的回路的闭环频域辨识是本发明的创新之处。
[0005]以下对本发明作进一步的限定，具体内容如下:
[0006]1、回路实验获取系统输入输出数据
[0007](I)对第一个回路参考输入rl施加阶跃测试信号，记录此时多输入多输出对象的输入输出信号、只、...、Um > I
[0008](2)对第二个回路参考输入r2施加阶跃测试信号，记录此时多输入多输出对象的输入输出信号Μ1、Λ、...、Um.、}'m.[0009](3)以此类推，对余下各项给定值依次进行阶跃信号测试，若是回路的输入变量不可操作，则对该回路进行改进继电反馈实验，几个周期后再切换回原先控制器。直到记录第
M个回路参考输入信号阶跃变化后的对象的输入输出信号〃、<、.*.、〃、'。
[0010]2、获取全部回路最大临界频率
[0011]阶跃测试获取的信号都可以分解为瞬态部分和稳态部分。假定先改变给定值r1;而保持其他给定值不变，Y1(S)和U1(S)可表示为:
【权利要求】
1.一种针对含不可操作变量的发电机组多变量闭环辨识方法，包括步骤: 回路实验获取系统输入输出数据； 获取全部回路的最大临界频率； 获取系统在中频段多个频率点的频率特性；以及 确定传递函数矩阵模型。
2.根据权利要求1所述的发电机组多变量闭环辨识方法，其中所述回路实验获取系统输入输出数据步骤具体为:依次对各个回路的参考输入施加阶跃测试信号，保持其他参考输入不变，对含有不可操作变量的回路则采用改进继电反馈实验，记录下每次实验各回路对象的输入输出信号。
【文档编号】G05B13/00GK103869697SQ201410101124
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2014年3月18日
【发明者】王贤平, 王亚刚, 李烨 申请人:上海理工大学