西門子PROFI溫度控制器的魯棒性穩定條件分析

劉 瑞,劉 瀟

（1.滄東發電有限責任公司 ,河北 滄州 061113；2.西門子電站自動化公司，南京 210003）

0 引言

反饋控制之所以優秀，就是因為它注重考察系統運行結果的差別，采集系統輸入輸出的偏差，利用偏差來影響系統，使系統向偏差減小的方向運行，相同的道理，能夠在實際系統中應用的狀態觀測器也都是閉環觀測器。實際應用的系統有大到一定的擾動時，狀態觀測器系統狀態的漸進估計輸出不再給出原來的輸出值，讓系統重新建構，于是，對于擾動的魯棒性，在實際系統中應用的狀態觀測器起到非常重要的作用。

在西門子PROFI的控制系統中，充分利用了系統模塊化思想的優勢，將整個過熱器簡化為3個串聯的模塊，根據超臨界直流鍋爐數學模型及動態特性，視每一模塊為一階慣性環節。因此，可以把整個過熱器視為三階慣性環節[1,2]。

系統魯棒性穩定的充分條件是系統的極點處在極坐標的負半平面，并且受到擾動時漸近穩定。作為被控對象的主汽溫度，實際上也是三階慣性環節的一個量值，在西門子PROFI溫度控制模塊的作用下，控制時間常數由于鍋爐運行工況等外部的擾動引起的變 化，使整個過熱汽溫變化較小，最終趨于穩定。

1 西門子PROFI溫度控制模塊的狀態觀測器的數學描述

1.1 原理性數學描述

由于建模方法的局限性和實際過程中模型自身參數攝動現象的存在，對象的數學模型肯定存在各種不確定性。這樣一來，獲得被控對象的數學模型精確性有很大的難度,而西門子PROFI系統是把狀態觀測器與自適應算法結合到一起，在各種擾動發生時，保證控制系統具有更強的魯棒性。……