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第一章 概论1

1.1 引言1

1.2 火电机组生产设备和工艺流程简介2

1.3 火电机组的控制目标和控制问题的复杂性4

1.3.1 系统的复杂特性描述4

1.3.2 火电机组的控制目标和复杂控制任务6

1.4 火电机组建模与控制研究和应用状况8

1.4.1 机组常规整体控制系统的应用现状分析与存在的问题8

1.4.2 火电机组先进控制方法与应用研究现状13

1.4.3 智能控制方法与应用研究现状19

1.4.4 复合（混合）型智能控制方法25

1.4.5 火电机组建模研究状况27

1.5 本书的安排29

参考文献30

第二章 面向控制的机组对象建模方法与特性分析36

2.1 概述36

2.2 机组对象建模的单向性假定37

2.3 机组各个局部对象的数学模型38

2.3.1 直吹式制粉系统的数学模型38

2.3.2 炉内燃烧传热过程模型39

2.3.3 烟风系统模型39

2.3.4 烟氧量（过剩空气系数）模型40

2.3.5 蒸汽发生系统模型41

2.3.6 过热器及其连接管道和汽轮机的压力流量通道模型44

2.3.7 汽轮发电机的电功率模型45

2.4 协调控制对象的非线性模型与特性分析46

2.5 协调控制对象的动态特性实验和线性模型参数辨识47

2.5.1 协调控制对象的动态特性实验48

2.5.2 协调控制对象动态数学模型48

2.6 过热器及再热器焓温通道动态模型51

2.7 基于工况分解的机组对象非线性控制模型建立方法54

2.7.1 建模方法要求满足的假设条件54

2.7.2 建模方法选用的非线性模型结构55

2.7.3 各运行工况线性模型辨识55

2.7.4 非线性过程全局广义双线性系统模型的构造55

2.7.5 矩阵A和Ni元素的计算方法56

2.7.6 建模方法的应用57

2.7.7 小结61

参考文献61

第三章 机炉协调先进智能控制方法63

3.1 基于智能解耦的机炉协调控制方法63

3.1.1 常规控制方法分析和改进设计需要考虑的问题63

3.1.2 基于解耦控制的机炉协调控制方法64

3.1.3 基于智能解耦的机炉协调控制策略67

3.1.4 控制方法的设计步骤小结73

3.2 基于继电反馈自整定的协调控制系统设计方法73

3.2.1 多变量控制系统分散控制器的设计概述73

3.2.2 常规协调控制方案控制器参数自整定方法75

3.2.3 具有前馈解耦补偿器的协调控制系统设计方法82

3.2.4 小结94

参考文献94

第四章 汽包水位的预测控制和模糊控制96

4.1 电厂锅炉汽包水位非自衡系统的预测控制96

4.1.1 动态矩阵控制（DMC）的一般算法96

4.1.2 改进的DMC算法的原理98

4.1.3 控制系统设计和实际应用效果102

4.1.4 小结104

4.2 机组汽包水位系统的加权模糊控制策略105

4.2.1 动力锅炉被控过程的描述105

4.2.2 模糊控制器在锅炉汽包水位控制中的应用107

4.2.3 小结113

4.3 基于自整定和模糊自校正的汽包水位积分过程高性能反馈控制113

4.3.1 汽包水位积分过程反馈控制器的自整定114

4.3.2 PI或PID控制器结构上存在局限性的分析和高性能反馈控制策略116

4.3.3 PI控制器参数模糊自校正机构120

4.3.4 设计实例与仿真研究123

4.3.5 小结126

参考文献126

第五章 改进的蒸汽温度串级控制方法128

5.1 汽温鲁棒串级控制方法128

5.1.1 引言128

5.1.2 鲁棒串级控制系统及其性能分析128

5.1.3 鲁棒串级控制系统控制器参数的自整定方法131

5.2 主回路采用基于模糊切换的复合控制器的串级控制132

5.2.1 引言132

5.2.2 模糊PID复合控制系统的结构133

5.2.3 模糊PID控制器的设计和参数整定133

5.2.4 模糊切换方法设计137

5.3 采用具有延迟补偿的先进PID控制器的串级控制138

5.3.1 具有延迟补偿的先进PID控制器138

5.3.2 内模控制器的局限性139

5.3.3 分布时滞过程141

5.3.4 闭环系统的鲁棒性144

5.3.5 过程辨识145

5.3.6 过热器蒸汽温度的控制147

参考文献148

第六章 钢球磨中储式制粉系统的智能自适应解耦控制方法及应用150

6.1 钢球磨中储式制粉系统简介150

6.2 钢球磨中储式制粉系统的数学模型152

6.3 多变量非线性系统智能自适应解耦控制方法及技术153

6.3.1 基础控制级154

6.3.2 协调控制级155

6.3.3 管理决策级155

6.3.4 小结158

6.4 工业应用160

6.4.1 神经网络解耦补偿器设计160

6.4.2 底层各个回路的控制器设计161

6.4.3 协调控制级和管理决策级设计161

6.4.4 系统工业应用效果162

参考文献164

第七章 先进智能控制技术的工程应用165

7.1 引言165

7.2 机组设备实际运行情况和原有控制方案分析165

7.2.1 机组设备实际运行情况165

7.2.2 原有控制方案分析166

7.3 系统的硬件设计168

7.3.1 系统的设计原则168

7.3.2 系统的硬件配置169

7.4 系统的控制方案工程设计和软件实现171

7.4.1 机炉协调控制系统的工程设计171

7.4.2 过热蒸汽温度控制系统工程设计174

7.4.3 再热蒸汽温度控制系统工程设计179

7.4.4 控制方案在分散控制系统上的软件实现180

7.5 系统的工程实施和控制效果评价186

7.5.1 控制系统的调试和参数整定186

7.5.2 系统的工业实施效果及评价189

7.6 小结195

参考文献196