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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