柔性控制

柔性控制
沈阳电力高等专科学校杨庆柏
刊载于《辽宁电机工程科普》2003年第4期
柔性制造系统是未来自动化工厂的核心，受到了制造工业的普遍重视。

而柔性控制系统是生产过程自动化的发展方向，也开始受到了流程式或过程工业的密切关注。

火力发电机组是一个具有不确定性的复杂多变量被控对象，虽然锅炉和汽轮机本身都有各自的调节系统，但考虑到联合运行的特点，必须使它们保持协调的运行方式，在使机组既能尽快适应电网负荷变化的同时，又能保证汽轮机前的蒸汽压力不超出允许范围。

电网综合自动化对火电机组协调控制系统的控制品质提出了越来越高的要求。

但是，事实上许多火电厂的协调控制系统都没有很好地投入自动运行。

目前采用的机炉协调控制系统存在以下不足：
1．目前的机炉协调控制系统是在机跟炉或炉跟机两种方式的基础上加以修补而成的，因此在本质上这些协调控制存在着炉跟机或机跟炉的特性。

2．系统很大程度上是基于物理概念进行设计，例如加入汽压死区限制、功率上下限幅等，结果引入了非线性，使系统复杂化，回路
动态特性的设计难度增加。

3．所采用的系统大多是调试出来的，而不是设计出来的，即使有些研究采用了最优控制、预测控制、智能控制等设计的控制器，也由于过分的繁琐、复杂而限制了其应用。

由于火电机组各环节能量转换过程的快慢程度相差很大，炉跟机运行方式的主要矛盾是能量供应不足，表现为主汽压波动过大；机跟炉运行方式的主要矛盾是能量供应缓慢，表现为负荷适应性较差。

这两种基本模式形成了控制特性的两个极端，现有的两种协调运行方式是两种基本运行方式向对方靠拢的结果，所得到的协调运行方式的控制特性也大致是两种基本运行方式的折衷。

为了改善协调控制特性，现提出了一种协调控制的新策略—柔性控制。

用一个简单的参数α取O～1之间的值就表示了机组的运行特性，当机组出现能量供应不足时，α值需要增大，机组中炉跟机功能的比重下降，而机跟炉功能的比重增大，即增加了能量供应为控制目标的比重，缓解了能量供应不足的矛盾；同理，当机组出现能量需求不足时，α值需要减少，机组中炉跟机功能的比重加大，而机跟炉功能的比重下降，即增加了能量需求为控制目标的比重，缓解了能量需求不足的矛盾。

显然α值具备能量供需协调的功能，这里称α为能量供需协调度。

通过调整α值，使机组达到能量流供需的“平衡点”，既能保证较小的主蒸汽压力波动，又能保证较好的负荷适应性，这个点的αp是柔性控制的最佳点。

所谓柔性控制就是计算机软件自动参与生产过程控制的一种功能特性，这种使α自动成为αp的控制过程就是火电机组协调控制的
柔性控制新策略。