改进的过热蒸汽温度控制系统设计：MATLAB模拟与智能PID策略

过热蒸汽温度控制系统在火电厂中扮演着关键角色，直接关系到发电效率和设备安全性。本论文针对火电厂1000MW级别的过热汽温控制系统设计展开深入探讨，强调了稳定控制的重要性，尤其是在高效率与材料耐受性之间寻求平衡。由于过热蒸汽温度控制系统的特性，如大惯性、大纯滞后、非线性和时变性，设计者采取了串级控制策略，利用主控与串级控制的切换来适应不同工况。 首先，作者基于控制理论和实际对象特性构建了数学模型，并利用MATLAB/SIMULINK进行仿真，以评估控制策略的有效性。研究的重点在于分析影响过热蒸汽温度控制的因素，以及设计一个基于PID（比例积分微分）的温度控制系统，确保其在实际应用中的稳定性。PID控制因其能有效处理这些复杂动态特性而被选中。 针对我国电站锅炉的固有挑战，如大惯性、大纯滞后和强干扰，论文采用了最小二乘法与相关系数辨识结合的方法来构建系统数学模型，构建了一种带有前馈的串级控制系统。外环采用阶梯式广义预测控制，提供全局视野，内环PID控制器则提供精确的局部调整。同时，智能监督级的引入进一步提高了先进控制的可用性，确保了实际运行中的优良控制性能。 论文指出，传统的火电厂过热汽温控制技术已经不能满足现代电力市场的需求，因此，设计者引入了更为智能和高效的控制机制，如MATLAB支持下的PID控制系统。这个系统不仅具有高性价比、精准度高和低能耗的优点，还显著改善了温度波动问题，提升了发电厂的整体运营效率，对提升人民生活质量产生了积极影响，受到了市场的广泛欢迎。 总结来说，这篇论文详细探讨了如何通过多目标优化的方法，结合MATLAB工具，设计和优化火电厂过热汽温控制系统，以克服复杂的动态特性，提高控制性能，并与传统的控制手段对比，突出了智能控制的优势。这一创新的设计方案对于提高火电厂的经济效益和环境友好性具有重要意义。