無模型自適應(yīng)控制 在煤氣混合加壓站應(yīng)用中的特點(diǎn)

1. 抗滯后控制功能

在煤氣的熱值測量過程中，存在大滯后特性。由于煤氣主管道和取樣器管道的煤氣傳輸延遲，以及熱值儀測量過程固有的時(shí)間延遲，導(dǎo)致熱值測量結(jié)果等待時(shí)間過長，顯示的熱值不能反映當(dāng)前熱值實(shí)際狀況，自動(dòng)控制過程中易引起波動(dòng)和振蕩，混氣熱值難以收斂和穩(wěn)定。

MFA控制功能中具有抗滯后控制器Anti-Delay MFA，針對大滯后特性引起的調(diào)節(jié)操作的不良作用影響，減小或消除振蕩，從而提高熱值控制的靈活性和有效性。尤其適用于滯后時(shí)間會發(fā)生變化的復(fù)雜過程對象。

2. 非線性控制功能

過程和閥門設(shè)備都會或多或少地存在非線性，尤其是大口徑閥門。在需要對流量精確控制的過程，非線性的不良作用顯得更為突出。由于非線性特性因設(shè)備而異，因時(shí)間而異，使得以往采用基于數(shù)學(xué)模型的工程解決方案涉及極大的工程量，且運(yùn)行維護(hù)難度增加，缺乏實(shí)用性。

MFA控制功能中具有非線性控制模塊Nonlinear Control，利用無模型自適應(yīng)控制策略可以無需建模而輕松地應(yīng)對各種非線性問題，使閥門在不同開度時(shí)均能保持良好的調(diào)節(jié)效果。

3. 魯棒控制功能

在注重多閥操作協(xié)調(diào)性的混氣控制過程中，需要解決工況不同而操作強(qiáng)度不同的問題，例如小偏差時(shí)需要弱調(diào)節(jié)作用以維持整體系統(tǒng)的穩(wěn)定，大擾動(dòng)下又需要強(qiáng)的調(diào)節(jié)作用來快速消除偏差。這對于傳統(tǒng)控制而言就存在著極大的不便。此外，當(dāng)面對正偏差與負(fù)偏差作用強(qiáng)度需求不同時(shí)，傳統(tǒng)控制方式同樣缺乏有效應(yīng)對的手段。

MFA控制功能中具有約束控制模塊Robust Control，采用有特色的約束控制技術(shù)，滿足同一控制器在不同工況下對控制強(qiáng)度的不同需求，突破一個(gè)控制器只能有一種控制強(qiáng)度的局限，使得控制器具有在適當(dāng)時(shí)間發(fā)揮適當(dāng)作用的能力。

4. 解耦控制功能

混氣過程存在多種耦合作用，多方面擾動(dòng)混氣壓力和熱值的穩(wěn)定。造成耦合的因素包括各閥門操作響應(yīng)的速度、支管前后閥門的相互作用影響、支管之間流量/壓力的影響、氣源管網(wǎng)壓力作用、負(fù)荷變化等等，多種控制目標(biāo)相互制約也會抑制壓力和熱值控制操作效果。

MFA控制功能中針對這類多變量耦合問題，配置和強(qiáng)化了解耦控制能力，改善了各操縱變量之間相互同步和協(xié)調(diào)的性能，從而保證整體系統(tǒng)的控制品質(zhì)。

5. 動(dòng)態(tài)比例系數(shù)生成功能

在摻混轉(zhuǎn)爐煤氣(LDG)的混氣過程中，必須面對LDG的摻混量變化問題。當(dāng)LDG投入、增減、切斷等變化發(fā)生，必然引起高焦比的變化，導(dǎo)致混氣熱值的大幅度波動(dòng)，單純依靠流量比例的調(diào)節(jié)對穩(wěn)定混氣熱值存在局限性。

為此，MFA混氣控制系統(tǒng)中配置了熱值動(dòng)態(tài)比例發(fā)生器模塊，根據(jù)系統(tǒng)中的所有相關(guān)變量實(shí)時(shí)生成煤氣混合的比例關(guān)系，提高了對各種工況的適用能力，配合適當(dāng)?shù)牧髁靠刂七_(dá)到穩(wěn)定混氣壓力-熱值的雙重工藝目標(biāo)。

6. 熱值的容錯(cuò)控制功能

當(dāng)熱值儀工作異常或處于維護(hù)檢修狀態(tài)時(shí)，對混氣控制往往造成熱值調(diào)節(jié)失效，混氣熱值波動(dòng)甚至失控的不良結(jié)果，直接影響企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行。

MFA混氣控制系統(tǒng)支持熱值儀容錯(cuò)控制，當(dāng)工藝管網(wǎng)中配置了各氣源和混氣的熱值儀，并出現(xiàn)其中任意一臺失效時(shí)，仍然能夠保證熱值控制的有效，維持較高的混氣壓力-熱值控制系統(tǒng)自動(dòng)控制投運(yùn)率。

7. MFA混氣控制系統(tǒng)

煤氣混合加壓站是多目標(biāo)、多變量的復(fù)雜過程，控制目標(biāo)相互矛盾，同時(shí)伴有擾動(dòng)頻繁，大滯后、非線性、強(qiáng)耦合、時(shí)變等復(fù)雜控制特性。

以MFA先進(jìn)控制技術(shù)為核心，MFA煤氣混合控制系統(tǒng)從裝置整體控制的角度出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)控制目標(biāo)，對各個(gè)控制回路的操作進(jìn)行統(tǒng)一的解耦和協(xié)調(diào)，在用戶負(fù)荷大幅度變化、多種煤氣氣源壓力和熱值波動(dòng)的擾動(dòng)下，同時(shí)保證混氣壓力和熱值的穩(wěn)定。

為了使各個(gè)回路能夠?qū)崿F(xiàn)有效的調(diào)節(jié)控制，對各控制回路配置組合式控制器和控制策略，解決回路的復(fù)雜控制問題。即根據(jù)各回路的過程特性配置相應(yīng)的抗滯后、抗非線性、抗時(shí)變的控制功能，并根據(jù)擾動(dòng)的來源、頻度和幅度配置約束控制參數(shù)，應(yīng)用不同擾動(dòng)不同強(qiáng)度的靈活控制策略，有效解決工藝目標(biāo)平穩(wěn)性與靈敏性的矛盾。