JPS58163003A - プラント制御方法 - Google Patents
プラント制御方法Info
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- JPS58163003A JPS58163003A JP4470982A JP4470982A JPS58163003A JP S58163003 A JPS58163003 A JP S58163003A JP 4470982 A JP4470982 A JP 4470982A JP 4470982 A JP4470982 A JP 4470982A JP S58163003 A JPS58163003 A JP S58163003A
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- Japan
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- control
- plant
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- controller
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
- G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、プラント最適制御方法に関し、特にプラント
の特性が経年変化や外乱などによって変化する場合であ
ってもプラントの特性変化に適応してプラントを良好に
制御するプラント制御方法に関するものである。
の特性が経年変化や外乱などによって変化する場合であ
ってもプラントの特性変化に適応してプラントを良好に
制御するプラント制御方法に関するものである。
第１図は従来技術に係るプラント最適制御システムを制
御対象としてのプラントとともに示したものであるが、
これによると制御を良好に行ない得ないものとなってい
る。即ち、従来にあってはプラント４からフィードバッ
クされる制御量Ｘとプラント４への操作量ｕとにもとづ
きモデル同定部１でプラントのモデルが同定された後、
最適制御ゲイン計算部２、最適操作量計算部３でそれぞ
れ最適制御ゲイン、最適操作量が計算されるようにして
なる。このようにプラント最適制御システムにおいては
プラント４のモデルを同定したうえ同定したモデルを用
いプラント４の最適制御量ｕ０が決定されているわけで
あるが、最適操作量ｕ０には更にテスト信号、例えば擬
似ランダムＰＲ３が重畳されることによって操作量ｕが
得られるようになっている。テスト信号を重畳するのは
操作量と制御量の独立性を確保するためである。
御対象としてのプラントとともに示したものであるが、
これによると制御を良好に行ない得ないものとなってい
る。即ち、従来にあってはプラント４からフィードバッ
クされる制御量Ｘとプラント４への操作量ｕとにもとづ
きモデル同定部１でプラントのモデルが同定された後、
最適制御ゲイン計算部２、最適操作量計算部３でそれぞ
れ最適制御ゲイン、最適操作量が計算されるようにして
なる。このようにプラント最適制御システムにおいては
プラント４のモデルを同定したうえ同定したモデルを用
いプラント４の最適制御量ｕ０が決定されているわけで
あるが、最適操作量ｕ０には更にテスト信号、例えば擬
似ランダムＰＲ３が重畳されることによって操作量ｕが
得られるようになっている。テスト信号を重畳するのは
操作量と制御量の独立性を確保するためである。
しかしながら、テスト信号はプラントにとっては外乱で
あり制御量が変動する原因となることから、プラントの
運転上好ましくないというものである。
あり制御量が変動する原因となることから、プラントの
運転上好ましくないというものである。
よって本発明の目的は、プラントの特性が経年変化や外
乱などによって変化する場合に、その変化に適応して最
適にプラントを制御し得るプラント制御方法を供するに
ある。
乱などによって変化する場合に、その変化に適応して最
適にプラントを制御し得るプラント制御方法を供するに
ある。
この目的のため本発明は、制御周期の整数分の１の周期
で逐次プラントのモデルを同定し、このモデルを用いて
制御周期と同一周期で状態遷移するモデルを同定するよ
うにしたものである。このようにする場合は、操作量に
テスト信号を重畳させることなく、シたがって制御量の
不要な変動を抑えた状態でプラントのモデルを精度良好
にして同定することが可能となるものである。
で逐次プラントのモデルを同定し、このモデルを用いて
制御周期と同一周期で状態遷移するモデルを同定するよ
うにしたものである。このようにする場合は、操作量に
テスト信号を重畳させることなく、シたがって制御量の
不要な変動を抑えた状態でプラントのモデルを精度良好
にして同定することが可能となるものである。
以下、本発明を火力発電プラントに例を採って説明する
。
。
第２図は本発明に係る火力発電プラント適応最適制御シ
ステムを火力発電プラントとともに示したものである。
ステムを火力発電プラントとともに示したものである。
火力発電プラント適応最適制御システムはモデル内蔵最
適制御システム１００、マスク・コントローラ（火力発
電プラント制御システム）２００およびサブループ・コ
ントローラ（火力発電プラント制御システム）３００よ
υなり、第３図はマスク・コントローラ２００およびサ
ブループ・コントローラ３００の詳細を示したものであ
る。このうち、マスク・コントローラ２００およびサブ
ルーズ・コントローラ３００は中央給電指令所（図示せ
ず、以下中給と称す）からの負荷指令Ｌｃ（＝ＥＬＤ＋
ＡＦＣ）に追従して第４図にその詳細を示す火力発電プ
ラント４００を制御するだめのものである。また、モデ
ル内蔵Ｊ１ｉ制御システム１０１ｊ：マスタ・コントロ
ーラ２００１サブループ・コントローラ３００および火
力発電プラント４００を組合せたシステムをその制御対
象としており、この制御対象と中給からの負荷指令発生
過程を組合せた特性を逐次モデル同定し、同定したモデ
ルによって最適制御するようになっている。
適制御システム１００、マスク・コントローラ（火力発
電プラント制御システム）２００およびサブループ・コ
ントローラ（火力発電プラント制御システム）３００よ
υなり、第３図はマスク・コントローラ２００およびサ
ブループ・コントローラ３００の詳細を示したものであ
る。このうち、マスク・コントローラ２００およびサブ
ルーズ・コントローラ３００は中央給電指令所（図示せ
ず、以下中給と称す）からの負荷指令Ｌｃ（＝ＥＬＤ＋
ＡＦＣ）に追従して第４図にその詳細を示す火力発電プ
ラント４００を制御するだめのものである。また、モデ
ル内蔵Ｊ１ｉ制御システム１０１ｊ：マスタ・コントロ
ーラ２００１サブループ・コントローラ３００および火
力発電プラント４００を組合せたシステムをその制御対
象としており、この制御対象と中給からの負荷指令発生
過程を組合せた特性を逐次モデル同定し、同定したモデ
ルによって最適制御するようになっている。
ここで本発明の詳細な説明に入る前に火力発電プラント
の概要について説明すれば以下のようである。
の概要について説明すれば以下のようである。
即ち、第４図は高圧タービン４１７および中・低圧ター
ビン４１８を具備してなる火力発電プラントを示しだも
ので、中・低圧タービン４１８からの排気は復水器４２
０によって冷却されることにより蒸留水に戻されるよう
になっている。この蒸留水が給水ポンプ４１５、火炉水
冷壁４１０、−次週熱器４１１、二次過熱器４０８を順
次経ることによって過熱蒸気の状態で主蒸気加減弁４１
６を介し高圧タービン４１７に与えられるようになって
いる。高圧タービン４１７からの排気は再びボイラ４２
２内で一次再熱器４２３、二次再熱器４０９で再熱され
たうえ中・低圧タービン４１８に与えられるようになっ
ているものである。しかして、発電機４１９が高圧、中
・低圧のタービン４１７．４１８によって回転駆動され
ることによシ発電が行なわれるわけである。なお、スプ
レ制御弁４１３は一次、二次の過熱器４１１．４０８間
に配されている配管にスプレ４２１によって給水を行な
うためのものである。筐た、ボイラ４２２に対する微粉
炭の供給は石炭バンカ４０４、給炭機駆動モータ４０５
、給炭機４０６および石炭ミル４０７によって行なわれ
る。更に押込通風機４０１、空気予熱器４０２、空気フ
ァン４０３、ガス再循環ファン４１２および誘引通風機
４１４は空気の供給や燃焼ガスの排気、廃熱の再利用の
ために設けられたものである。
ビン４１８を具備してなる火力発電プラントを示しだも
ので、中・低圧タービン４１８からの排気は復水器４２
０によって冷却されることにより蒸留水に戻されるよう
になっている。この蒸留水が給水ポンプ４１５、火炉水
冷壁４１０、−次週熱器４１１、二次過熱器４０８を順
次経ることによって過熱蒸気の状態で主蒸気加減弁４１
６を介し高圧タービン４１７に与えられるようになって
いる。高圧タービン４１７からの排気は再びボイラ４２
２内で一次再熱器４２３、二次再熱器４０９で再熱され
たうえ中・低圧タービン４１８に与えられるようになっ
ているものである。しかして、発電機４１９が高圧、中
・低圧のタービン４１７．４１８によって回転駆動され
ることによシ発電が行なわれるわけである。なお、スプ
レ制御弁４１３は一次、二次の過熱器４１１．４０８間
に配されている配管にスプレ４２１によって給水を行な
うためのものである。筐た、ボイラ４２２に対する微粉
炭の供給は石炭バンカ４０４、給炭機駆動モータ４０５
、給炭機４０６および石炭ミル４０７によって行なわれ
る。更に押込通風機４０１、空気予熱器４０２、空気フ
ァン４０３、ガス再循環ファン４１２および誘引通風機
４１４は空気の供給や燃焼ガスの排気、廃熱の再利用の
ために設けられたものである。
火力発電プラントは以上のようにしてなるが、火力発電
プラントを中給からの負荷指令や火力発電プラントから
のフィードバック量に応じて精度良好に制御するために
は、それら指令やフィードバック量によって主蒸気加減
弁や給水ポンプ、給炭機駆動モータ、押込通風機、スプ
レ制御弁、ガス再循環ファンなどが適当に制御されなけ
ればならないことは明らかである。これらに対する制御
を既述した火力発電プラント適応最適制御システムによ
って行なわんとするものである。
プラントを中給からの負荷指令や火力発電プラントから
のフィードバック量に応じて精度良好に制御するために
は、それら指令やフィードバック量によって主蒸気加減
弁や給水ポンプ、給炭機駆動モータ、押込通風機、スプ
レ制御弁、ガス再循環ファンなどが適当に制御されなけ
ればならないことは明らかである。これらに対する制御
を既述した火力発電プラント適応最適制御システムによ
って行なわんとするものである。
さて、本発明を第２図、第３図および第５図により説明
すれば以下のようである。
すれば以下のようである。
即ち、第３図に示す如くマスク・コントローラ２００に
おいては中給からの負荷指令Ｌｃ （＝Ｅ Ｌ Ｄ
＋Ａ Ｆ Ｃ）が加算器２０１を介して得られ、これが
変化率制限器２０２によって処理されることにより負荷
デマンドＬＤが求められる。この負荷デマンドＬｎにも
とづき補正回路２０３〜２０７でそれぞれ給水流量デマ
ンドＦＦＷＤ ｓ燃料流量デマンドＦｙｎ、空気流量デ
マンドＦＡＤ％スプレ流量デマンドＦｌｌＰＤ％再循壌
ガス流量デマンドＦＧＲＤがフィード・フォワード制御
により先行的に決定されるようになっているものである
。但し、これらのデマンドはアく筐でも補正回路２０３
〜２０７内部で得られる補正前の信号である。これらの
デマンドを火力発電プラント４００からの主蒸気圧力Ｐ
Ｍ８、主蒸気温度ＴＭ１１％ガス（酸素）０２、再熱蒸
気温度ＴＲＢにもとづき補正することによって補正デマ
ンドＦ’ｒｗｏ 、 Ｆ’ＦＤ 、 Ｆ’ＡＤ 、 Ｆ
’［ｌＰＤ ｈＦ ’ａ ＲＤが、更にこれら補正デマ
ンドの一部はモデル内蔵最適制御システム１００からの
修正信号ΔＦＦＤ 、ΔＦｇｐｎ＋ΔＦＯＲＤによって
修正され、結果的に各補正回路２０３〜２０７からはそ
れぞれ１ぴ正デマンドＦ“ＦＷＤ 、 ＦＭＦＤ 、
Ｆ”ＡＤ 、 Ｐ″１ｌＰＤ 、 Ｆ”ＧＩＩＤが得ら
れるものである。なお、これら信号の作成態様は一部図
示された回路態様に一致してないが結果的には同じこと
である。また、各信号間について成立する関係について
は後述の式αカに示すところである。
おいては中給からの負荷指令Ｌｃ （＝Ｅ Ｌ Ｄ
＋Ａ Ｆ Ｃ）が加算器２０１を介して得られ、これが
変化率制限器２０２によって処理されることにより負荷
デマンドＬＤが求められる。この負荷デマンドＬｎにも
とづき補正回路２０３〜２０７でそれぞれ給水流量デマ
ンドＦＦＷＤ ｓ燃料流量デマンドＦｙｎ、空気流量デ
マンドＦＡＤ％スプレ流量デマンドＦｌｌＰＤ％再循壌
ガス流量デマンドＦＧＲＤがフィード・フォワード制御
により先行的に決定されるようになっているものである
。但し、これらのデマンドはアく筐でも補正回路２０３
〜２０７内部で得られる補正前の信号である。これらの
デマンドを火力発電プラント４００からの主蒸気圧力Ｐ
Ｍ８、主蒸気温度ＴＭ１１％ガス（酸素）０２、再熱蒸
気温度ＴＲＢにもとづき補正することによって補正デマ
ンドＦ’ｒｗｏ 、 Ｆ’ＦＤ 、 Ｆ’ＡＤ 、 Ｆ
’［ｌＰＤ ｈＦ ’ａ ＲＤが、更にこれら補正デマ
ンドの一部はモデル内蔵最適制御システム１００からの
修正信号ΔＦＦＤ 、ΔＦｇｐｎ＋ΔＦＯＲＤによって
修正され、結果的に各補正回路２０３〜２０７からはそ
れぞれ１ぴ正デマンドＦ“ＦＷＤ 、 ＦＭＦＤ 、
Ｆ”ＡＤ 、 Ｐ″１ｌＰＤ 、 Ｆ”ＧＩＩＤが得ら
れるものである。なお、これら信号の作成態様は一部図
示された回路態様に一致してないが結果的には同じこと
である。また、各信号間について成立する関係について
は後述の式αカに示すところである。
これらの修正デマンドがそれぞれサブルーズ・コントロ
ーラ３００内に存する給水流量制御器３０２、燃料流量
制御器３０３、空気流量制御器３０４、スプレ流量制御
器３０５、再循環ガス流量制御器３０６を介し給水ポン
プ４１５、給炭機駆動モータ４０５、押込通風機４０１
、スプレ制御弁４１３、ガス再循環ファン４１２を制御
するようになっているわけである。
ーラ３００内に存する給水流量制御器３０２、燃料流量
制御器３０３、空気流量制御器３０４、スプレ流量制御
器３０５、再循環ガス流量制御器３０６を介し給水ポン
プ４１５、給炭機駆動モータ４０５、押込通風機４０１
、スプレ制御弁４１３、ガス再循環ファン４１２を制御
するようになっているわけである。
また、主蒸気加減弁４１６は発電機出方ＭＷと負荷デマ
ンドＬｎによって制御されるようになっている。発電機
出力制御器２２２からのタービン蒸気流量デマンドＦＭ
ＩＩ ｏがタービン制御器３０１を介し主蒸気加減弁４
１６を制御しているわけである。
ンドＬｎによって制御されるようになっている。発電機
出力制御器２２２からのタービン蒸気流量デマンドＦＭ
ＩＩ ｏがタービン制御器３０１を介し主蒸気加減弁４
１６を制御しているわけである。
更にマスク・コントロール２００においては変化率計算
器２２１，２０８によってそれぞれ負荷デマンドＬＤの
変化率ＬＤｍｚ火炉水壁出口蒸気温匿Ｔｗｗの変化率Ｔ
ｗｗ ａが求められるが、これらの変化率はモデル内蔵
最適制御システム１００に与えられる。モデル内蔵最適
制御システム１００では負荷デマンドＬｎの変化率Ｌｏ
ｗを外乱として、また、マスク・コントロール２００か
らの主蒸気温度偏差Ｔｗｔｒｗ ％変化率Ｔｗｗｍおよ
び再熱蒸気温度偏差Ｔｎｔｒｗを制御量として上記外乱
の発生過程と既述の制御対象を組合せたシステムのモデ
ルを逐次同定したうえ、二次形式評価関数を用いその制
御対象を制御しているわけである。モデル内蔵最適制御
システムにおける動作のフローは第５図に示す通シであ
る。即ち、制御周期の整数分の１の周期で外乱発生過程
と制御対象を組合せたシステムのモデルが同定され、更
にこのモデルを用い制御周期と同一周期で状態遷移する
制御用モデルが同定され、最適操作量は制御用モデルを
用いて決定されるようになっているものである。
器２２１，２０８によってそれぞれ負荷デマンドＬＤの
変化率ＬＤｍｚ火炉水壁出口蒸気温匿Ｔｗｗの変化率Ｔ
ｗｗ ａが求められるが、これらの変化率はモデル内蔵
最適制御システム１００に与えられる。モデル内蔵最適
制御システム１００では負荷デマンドＬｎの変化率Ｌｏ
ｗを外乱として、また、マスク・コントロール２００か
らの主蒸気温度偏差Ｔｗｔｒｗ ％変化率Ｔｗｗｍおよ
び再熱蒸気温度偏差Ｔｎｔｒｗを制御量として上記外乱
の発生過程と既述の制御対象を組合せたシステムのモデ
ルを逐次同定したうえ、二次形式評価関数を用いその制
御対象を制御しているわけである。モデル内蔵最適制御
システムにおける動作のフローは第５図に示す通シであ
る。即ち、制御周期の整数分の１の周期で外乱発生過程
と制御対象を組合せたシステムのモデルが同定され、更
にこのモデルを用い制御周期と同一周期で状態遷移する
制御用モデルが同定され、最適操作量は制御用モデルを
用いて決定されるようになっているものである。
なお、第３図において符号２０９，２１１゜２１４．２
１８はそれぞれ設定値ＰＭＩＩＤ 、 ＴＭＩＤ 。
１８はそれぞれ設定値ＰＭＩＩＤ 、 ＴＭＩＤ 。
０１ｏ 、 ＴｌＩＤとフィードバック量との偏差を求
めるための減算器を、また、符号２１０，２１２゜２１
５．２１６，２１９はそれぞれ主蒸気加減弁（９） 御器、主蒸気温度制御器、ガス制御器、主蒸気温度制御
器、再熱蒸気温度制御器を、更に符号２１７゜２２０は
それぞれ加舞器を示す。
めるための減算器を、また、符号２１０，２１２゜２１
５．２１６，２１９はそれぞれ主蒸気加減弁（９） 御器、主蒸気温度制御器、ガス制御器、主蒸気温度制御
器、再熱蒸気温度制御器を、更に符号２１７゜２２０は
それぞれ加舞器を示す。
以下、本発明を更に詳細に説明すれば以下のようになる
。
。
即ち、負荷指令発生過程と制御対象を組合せたシステム
は、式（１）に示すように自己回帰移動平均（ＡＲＭＡ
）モデルとして表されるものとする。
は、式（１）に示すように自己回帰移動平均（ＡＲＭＡ
）モデルとして表されるものとする。
ｘ（ｍ−Δｔ ） ＝Ａ（１）ｘ （ｍ−１・Δｔ ）
＋Ａ（２）ｘ （ｍ−２、Δｔ）十−・・−＋Ａ （
Ｍ）ｘ （ｍ−Ｍ ・Δ１）十Ｂ（１）ｕ（ｍ−１−Δ
ｔ ）十Ｂ（２）ｕ （ｍ −２・Δｔ）十・・・・・
・十Ｂ （Ｍ） ｕ （詰薯・Δｔ）十ξ（ｍ・Δｔ）
・・・・・・・・・・・・（１）但し、 （１０） （ｔ＝ｏ、１・・・・・・、Ｍ） （ｔ＝０．１・・・・・・、Ｍ） （１１） ＬＤＲ（ｍ７・Δｔ）；（ｍ−ｔ）サンプリング時点に
おける負荷デマンド変 化率 Ｔｕｇｚ（ｍ−１・Δｔ）Ｈ（ｍ−ｔ）サンプリング時
点における主蒸気温度偏差 ’Ｉ’ｗｗＲ（玉Ｔ・Δｔ）Ｈ（ｍ−４）サンプリング
時点における火炉氷壁出口蒸 気温度変化率 ＴＲ［ｘ（ｍ−１・Δｔ）； （ｍ−ｔ）サンプリング
時点における再熱蒸気温度側 差 ΔＰｒｏ（ｍ：Ｚ＋Δｔ）ｉ （ｍ−４）サンプリング
時点における燃料流址デマン ド修正信号 ΔＦｇｐｎ（ｍ−１・Δｔ）＋ （ｍ−ｚ）ｖンプリン
ク時点におけるスプレ流量デマ ンド修正信号 ΔＦＧＲＤ（ｍ−１・Δ’）＋ （ｍ ｚ）サンプリン
グ時（１２） 点における再循環ガス流量 デマンド修正信号 ξ（ｍ・Δｔ） Ｈｍサンプリング時点におけるノイ
ズ Δｔ；モデル同定のサンプリング 周期 Ｍ ；モデルの次数 である。ところで、式（１）は係数Ａｌ（４（ｔ＝１゜
２、・・・・・・、Ｍ）の観測式として式（２）のよう
に変形し得る。
＋Ａ（２）ｘ （ｍ−２、Δｔ）十−・・−＋Ａ （
Ｍ）ｘ （ｍ−Ｍ ・Δ１）十Ｂ（１）ｕ（ｍ−１−Δ
ｔ ）十Ｂ（２）ｕ （ｍ −２・Δｔ）十・・・・・
・十Ｂ （Ｍ） ｕ （詰薯・Δｔ）十ξ（ｍ・Δｔ）
・・・・・・・・・・・・（１）但し、 （１０） （ｔ＝ｏ、１・・・・・・、Ｍ） （ｔ＝０．１・・・・・・、Ｍ） （１１） ＬＤＲ（ｍ７・Δｔ）；（ｍ−ｔ）サンプリング時点に
おける負荷デマンド変 化率 Ｔｕｇｚ（ｍ−１・Δｔ）Ｈ（ｍ−ｔ）サンプリング時
点における主蒸気温度偏差 ’Ｉ’ｗｗＲ（玉Ｔ・Δｔ）Ｈ（ｍ−４）サンプリング
時点における火炉氷壁出口蒸 気温度変化率 ＴＲ［ｘ（ｍ−１・Δｔ）； （ｍ−ｔ）サンプリング
時点における再熱蒸気温度側 差 ΔＰｒｏ（ｍ：Ｚ＋Δｔ）ｉ （ｍ−４）サンプリング
時点における燃料流址デマン ド修正信号 ΔＦｇｐｎ（ｍ−１・Δｔ）＋ （ｍ−ｚ）ｖンプリン
ク時点におけるスプレ流量デマ ンド修正信号 ΔＦＧＲＤ（ｍ−１・Δ’）＋ （ｍ ｚ）サンプリン
グ時（１２） 点における再循環ガス流量 デマンド修正信号 ξ（ｍ・Δｔ） Ｈｍサンプリング時点におけるノイ
ズ Δｔ；モデル同定のサンプリング 周期 Ｍ ；モデルの次数 である。ところで、式（１）は係数Ａｌ（４（ｔ＝１゜
２、・・・・・・、Ｍ）の観測式として式（２）のよう
に変形し得る。
ｘ（ｍ−Δｔ）＝ＣＩ（ｍ・Δｔ）Ａｌ（ｍ・Δｔ）十
ξ（ｍ・Δｔ）・・・・・・・・・・・・（２） （１３） （１４） ａｔｌ（４ｍ・Δｔ）Ｈｍサンプリング時点におけるａ
ＩＩ（ｔ） ｂ目（ｔ、 ｍ・Δｔ）；ｍサンプリング時点における
ｂｌｌ（ｔ） （１５） である。
ξ（ｍ・Δｔ）・・・・・・・・・・・・（２） （１３） （１４） ａｔｌ（４ｍ・Δｔ）Ｈｍサンプリング時点におけるａ
ＩＩ（ｔ） ｂ目（ｔ、 ｍ・Δｔ）；ｍサンプリング時点における
ｂｌｌ（ｔ） （１５） である。
係数Ａ１（ｍｌイ・Δｔ）の遷移式が以下の式（３）の
関係を満たすとして、式（２）、（３）にカルマン・フ
ィルタを構成すれば式（４）のようになる。
関係を満たすとして、式（２）、（３）にカルマン・フ
ィルタを構成すれば式（４）のようになる。
・・・・・・・・・・・・・・・（４）但し、
Ａｌ（ｍ・Δ’）；Ａｌ（ｍ・Δｔ）の推定値Ｐ、（ｍ
−Δｔ） ｉ Ａｌ（” ’Δｔ）の推定誤差の共分散
行列 Ｗｌ ；ξ（ｍ・Δｔ）の共分散行列 である。
−Δｔ） ｉ Ａｌ（” ’Δｔ）の推定誤差の共分散
行列 Ｗｌ ；ξ（ｍ・Δｔ）の共分散行列 である。
ここで式（３） 、 （４）によってＡＩ（ｍ−Δｔ）
を式（１）に代入すれば、以下のようになる。
を式（１）に代入すれば、以下のようになる。
（１６）
ｘ（ｍ−Δｔ ） ＝Ａ（１）ｘ （ｍ−１・Δｔ）＋
Ａ（２）ｘ （ｍ−２、Δｔ） ＋＝−・・・・十Ａ （Ｍ）Ｘ （ｍ−Ｍ−Δｔ）＋Ｂ
（１）ｘ （ｍ−１・Δｔ） 十Ｂ（２）ｘ（ｍ−２・Δｔ） ＋＝・・＋Ｂ（Ｍ）Ｘ（ｍ−Ｍ ・Δｔ）＋ξ（ｍ・Δ
ｔ） ・・・・・・・・・・・・（５）但し
、 Ａ （ｔ） ｉ Ａ （ｔ）の推定値 Ｂ （ｔ） ｉ Ｂ （ｔ）の推定値 である。式（５）によυ外乱発生過程と制御対象を組合
せたシステムのモデルが同定されるわけであるが、ここ
で更に式（５）を状態遷移表現に変換するために、次式
（６）で示す変数ｚ１（ｍ・Δｔ）を導入する。
Ａ（２）ｘ （ｍ−２、Δｔ） ＋＝−・・・・十Ａ （Ｍ）Ｘ （ｍ−Ｍ−Δｔ）＋Ｂ
（１）ｘ （ｍ−１・Δｔ） 十Ｂ（２）ｘ（ｍ−２・Δｔ） ＋＝・・＋Ｂ（Ｍ）Ｘ（ｍ−Ｍ ・Δｔ）＋ξ（ｍ・Δ
ｔ） ・・・・・・・・・・・・（５）但し
、 Ａ （ｔ） ｉ Ａ （ｔ）の推定値 Ｂ （ｔ） ｉ Ｂ （ｔ）の推定値 である。式（５）によυ外乱発生過程と制御対象を組合
せたシステムのモデルが同定されるわけであるが、ここ
で更に式（５）を状態遷移表現に変換するために、次式
（６）で示す変数ｚ１（ｍ・Δｔ）を導入する。
（１７）
・・・・・・・・・・・・・・・（６）この式（６）は
以１のように書き下せる。
以１のように書き下せる。
式（７）は更に以下のように状態遷移表現され得る。
Ｚ（ｍ・Δ１）＝Φ−７，（ｍ−１・Δｔ）十ｒ −ｕ
（ｍ−１・Δｔ）十ｖ（ｍ−Δｔ）・・・・・・・・
・・・・・・・（８）ｘ（ｍ・Δｔ）”（ＩＯ−０）Ｚ
（ｍ・Δｔ） ・（９）但し、 （１８） ＺＴ（ｍ・Δｔ）−〔ｚｏ（ｍ・Δｔ）ｚｌ（ｍ−Δ１
） 、、・ＺＭ−１（＋’ｌｌ’Δｔ）ＦＴ＝ ［Ｂ
Ｔ（１） Ｂ Ｔ（２）・・・・・・・・・・・・Ｂ
Ｔ（Ｍ−１） Ｂ Ｔ（Ｍ） ）■；単位行列 である。
（ｍ−１・Δｔ）十ｖ（ｍ−Δｔ）・・・・・・・・
・・・・・・・（８）ｘ（ｍ・Δｔ）”（ＩＯ−０）Ｚ
（ｍ・Δｔ） ・（９）但し、 （１８） ＺＴ（ｍ・Δｔ）−〔ｚｏ（ｍ・Δｔ）ｚｌ（ｍ−Δ１
） 、、・ＺＭ−１（＋’ｌｌ’Δｔ）ＦＴ＝ ［Ｂ
Ｔ（１） Ｂ Ｔ（２）・・・・・・・・・・・・Ｂ
Ｔ（Ｍ−１） Ｂ Ｔ（Ｍ） ）■；単位行列 である。
次にモデル同定周期ΔｔのＮ（整数）倍に制御周期ΔＴ
を選定し、Ｎ・Δｔ＝ΔＴとした場合は（１９） ・・・・・・・・・・・・００ この式αＯにｕ（ｔ）（ｋ−１ΔＴくｔくｋ・ＺＴ）＝
ｕ（ｋ−１・ＺＴ）といつだ条件を代入すれば以下の（
２０） ・・・・・・・・・・・・α迫 式０１）は更に次のように変形され得る。
を選定し、Ｎ・Δｔ＝ΔＴとした場合は（１９） ・・・・・・・・・・・・００ この式αＯにｕ（ｔ）（ｋ−１ΔＴくｔくｋ・ＺＴ）＝
ｕ（ｋ−１・ＺＴ）といつだ条件を代入すれば以下の（
２０） ・・・・・・・・・・・・α迫 式０１）は更に次のように変形され得る。
・・・・・・・・・・・・（１２−１）Ｚ（ｋ−１・Δ
Ｔ＋３・Δ１）＝Φ〔Φ２・Ｚ（ｋ−１・ＺＴ）（２１
） ＋（Φ＋１ ）Ｉ”−ｕ （ｋ−１−ＺＴ）十■（ｋ−
１・ΔＴ＋３・Δｔ） ・・・・・・・・・・・・
（１２−２）Ｚ（ｋ−１・Δ’Ｉ’＋Ｎ−１・Δ１）＝
ΦＮ−１・Ｚ（ｋ−１・ＺＴ）十（ΦＮ−”−ＩＪＮ−
”十・−−−−・十Φ＋１）Ｆ−ｕ（ｋ−１−ＺＴ）Ｚ
（ｋ・ＺＴ）＝Φゝ・Ｚ（ｋ−１・ＺＴ）＋（ΦＮ−１
．４−ΦＮ−２＋、・、・・、＋Φ＋１）７’−ｕ （
ｋ−１−ＺＴ）十（Φ”−Ｖ（ｋ−１・ΔＴ＋１−Δｔ
）＋ΦＮ−１・Ｖ（ｋ−１・ΔＴ＋２・Δｔ）＋・・・
・・佳Φ・Ｖ（ｋ−１・ΔＴ＋Ｎ−１・Δｔ）十Ｖ（ｋ
・ＺＴ））・・・・・・・・・・・・・・・（１２−４
）式（１２−１）〜（１２−４） などから制御用モ
デルの状態遷移式は以下のようにして求められる。
Ｔ＋３・Δ１）＝Φ〔Φ２・Ｚ（ｋ−１・ＺＴ）（２１
） ＋（Φ＋１ ）Ｉ”−ｕ （ｋ−１−ＺＴ）十■（ｋ−
１・ΔＴ＋３・Δｔ） ・・・・・・・・・・・・
（１２−２）Ｚ（ｋ−１・Δ’Ｉ’＋Ｎ−１・Δ１）＝
ΦＮ−１・Ｚ（ｋ−１・ＺＴ）十（ΦＮ−”−ＩＪＮ−
”十・−−−−・十Φ＋１）Ｆ−ｕ（ｋ−１−ＺＴ）Ｚ
（ｋ・ＺＴ）＝Φゝ・Ｚ（ｋ−１・ＺＴ）＋（ΦＮ−１
．４−ΦＮ−２＋、・、・・、＋Φ＋１）７’−ｕ （
ｋ−１−ＺＴ）十（Φ”−Ｖ（ｋ−１・ΔＴ＋１−Δｔ
）＋ΦＮ−１・Ｖ（ｋ−１・ΔＴ＋２・Δｔ）＋・・・
・・佳Φ・Ｖ（ｋ−１・ΔＴ＋Ｎ−１・Δｔ）十Ｖ（ｋ
・ＺＴ））・・・・・・・・・・・・・・・（１２−４
）式（１２−１）〜（１２−４） などから制御用モ
デルの状態遷移式は以下のようにして求められる。
（２２）
＋Ｖ（ｋ・ΔＴ） ・・・・・・・・・（
至）但し、 Φ＝ΦＮ Ｐ＝（ΦＮ−１＋Φ計２＋・・・・・・十Φ＋１）ＦＶ
（ｋ・ΔＴ）＝ΦＮ−’・Ｖ （ｋ−１−ΔＴ＋１−Δ
ｔ）＋ΦＮ−１・Ｖ（ｋ−１・ΔＴ＋２・Δｔ）＋・・
・・・佳Φ−Ｖ（ｋ−１−ΔＴ＋Ｎ−１−Δｔ）十Ｖ（
ｋ・ΔＴ） である。
至）但し、 Φ＝ΦＮ Ｐ＝（ΦＮ−１＋Φ計２＋・・・・・・十Φ＋１）ＦＶ
（ｋ・ΔＴ）＝ΦＮ−’・Ｖ （ｋ−１−ΔＴ＋１−Δ
ｔ）＋ΦＮ−１・Ｖ（ｋ−１・ΔＴ＋２・Δｔ）＋・・
・・・佳Φ−Ｖ（ｋ−１−ΔＴ＋Ｎ−１−Δｔ）十Ｖ（
ｋ・ΔＴ） である。
弐〇によ多制御用モデルが求まったが、次に最適操作量
が決定される。先ず評価関数としては以下の二次形式評
価関数が用いられる。
が決定される。先ず評価関数としては以下の二次形式評
価関数が用いられる。
・・・・・・・・・・・・α→
但し、
１ Ｅ；期待値を表す記号Ｑ；（’Ｍ・４
）Ｘ（Ｍ・４）次の半玉定値行列（重み） （２３） Ｒ；３Ｘ３次の正定値行列（重み） である。
）Ｘ（Ｍ・４）次の半玉定値行列（重み） （２３） Ｒ；３Ｘ３次の正定値行列（重み） である。
しだがって式（至）、ａ４）にダイナミック・プログラ
ミング（ＤＰ）を適用して以下の漸化式により最適操作
ｍｕ’（ｋ・ΔＴ）を求めることが可能となる。
ミング（ＤＰ）を適用して以下の漸化式により最適操作
ｍｕ’（ｋ・ΔＴ）を求めることが可能となる。
・・・・・・・・・・・・（至）
よって弐α均より最適操作量１１°（ｋ・ΔＴ）は以下
のようになる。
のようになる。
・・・・・・・・・・・・０ゆ
即ち、式Ｑｆ９はマスク・コントローラ２００からの負
荷デマンド変化率ＬＤＲ％主蒸気温度偏差ＴＭｇｘｓ（
２４） 火炉氷壁出力蒸気温度変化率ＴＷＷＲおよび再熱蒸気温
度偏差Ｔｎｍｘを用い、燃料流量デマンド修正信号ΔＦ
ＦＤ％スプレ流量デマンド修正信号ΔＦＩＦＤおよび再
循環ガス流量デマンド修正信号ΔＦＣＩＩＬＤの最適値
を計算する式である。サブループ・コントローラ３００
では弐αηに示す各操作量の修正デマンドＦ”Ｍ８Ｄ
、 Ｆ”ｒｗｎ 、 Ｆ”ＦＤ 、 Ｆ“ＡＤ 、 Ｆ
”ｌＰＤ ａＦ″ＧＲＤ にもとづきタービン蒸気流
量ＦＭＳ、給水流量ＦＦＷ、燃料流量ＦＦ％空気流量Ｆ
Ａ、スプレ流量Ｐａｐおよび再循環ガス流量ＦＯＲを制
御するところとなるものである。
荷デマンド変化率ＬＤＲ％主蒸気温度偏差ＴＭｇｘｓ（
２４） 火炉氷壁出力蒸気温度変化率ＴＷＷＲおよび再熱蒸気温
度偏差Ｔｎｍｘを用い、燃料流量デマンド修正信号ΔＦ
ＦＤ％スプレ流量デマンド修正信号ΔＦＩＦＤおよび再
循環ガス流量デマンド修正信号ΔＦＣＩＩＬＤの最適値
を計算する式である。サブループ・コントローラ３００
では弐αηに示す各操作量の修正デマンドＦ”Ｍ８Ｄ
、 Ｆ”ｒｗｎ 、 Ｆ”ＦＤ 、 Ｆ“ＡＤ 、 Ｆ
”ｌＰＤ ａＦ″ＧＲＤ にもとづきタービン蒸気流
量ＦＭＳ、給水流量ＦＦＷ、燃料流量ＦＦ％空気流量Ｆ
Ａ、スプレ流量Ｐａｐおよび再循環ガス流量ＦＯＲを制
御するところとなるものである。
・・・・・・・・・・・・αη
但し、
ｆ（ΔＦＦＤ） ｉ燃料流量デマンド修正信号に対（２
５） 応する空気流量デマンド修正信 号 である。
５） 応する空気流量デマンド修正信 号 である。
なお、本例では負荷デマンド変化率ＬＤＲを外乱主蒸気
温度偏差ＴＭｇｚ ％火炉水壁出口蒸気温度変化率ＴＷ
ＷＲおよび再熱蒸気温度偏差’ｌ” Ｒ８Ｎを制御量、
デマンド修正信号ΔＦＦＤ、ΔＦｓｐｎ ＋ΔＦＯＲＤ
を操作量としているが、これに限定されることはない。
温度偏差ＴＭｇｚ ％火炉水壁出口蒸気温度変化率ＴＷ
ＷＲおよび再熱蒸気温度偏差’ｌ” Ｒ８Ｎを制御量、
デマンド修正信号ΔＦＦＤ、ΔＦｓｐｎ ＋ΔＦＯＲＤ
を操作量としているが、これに限定されることはない。
制御量として発電機出力偏差、主蒸気圧力偏差およびガ
ス偏差を追加し、操作量として新だにタービン蒸気流量
デマンド修正信号、給水流量デマンド修正信号および空
気流量デマンド修正信号を追加するようにしてもよい。
ス偏差を追加し、操作量として新だにタービン蒸気流量
デマンド修正信号、給水流量デマンド修正信号および空
気流量デマンド修正信号を追加するようにしてもよい。
以上説明したように本発明は、制御周期の整数分の１の
周期でプラントのモデルを逐次同定し、このモデルを用
い制御周期と同一の周期で状態遷移するモデルを同定し
てプラントを制御するようにしたものである。したがっ
て本発明による場合は、操作量にテスト信号を重畳させ
ることなく、即ち、制御量の不要な変動を抑えた状態で
プラン（２６） トの制御モデルをｎ度良好にして同定することが可能と
なシ、プラントの特性の変化に適応してプラントを良好
に制御し得るという効果がある。
周期でプラントのモデルを逐次同定し、このモデルを用
い制御周期と同一の周期で状態遷移するモデルを同定し
てプラントを制御するようにしたものである。したがっ
て本発明による場合は、操作量にテスト信号を重畳させ
ることなく、即ち、制御量の不要な変動を抑えた状態で
プラン（２６） トの制御モデルをｎ度良好にして同定することが可能と
なシ、プラントの特性の変化に適応してプラントを良好
に制御し得るという効果がある。
第１図は、従来技術に係るプラント最適制御システムを
制御対象であるプラントとともに示す図、第２図は、本
発明に係る火力発電プラント適応最適制御システムを火
力発電プラントとともに示す図、第３図は、その構成に
おけるマスク・コントローラおよびサブルーズ・コント
ローラの一例での詳細を示す図、第４図は、火力発電プ
ラントの一例での詳細を示す図、第５図は、第２図にお
けるモデル内蔵最適制御システムでの動作のフローを示
す図である。 １００・・・モデル内蔵最適制御システム〜’２００・
・・マスク・コントローラ（火力発電プラント制御シス
テム）、３００・・・サブループ−コントローラ（火力
発電プラント制御システム）、４００・・・火力発電プ
ラント。 代理人 弁理士 秋本正実 （２７） 不１０
制御対象であるプラントとともに示す図、第２図は、本
発明に係る火力発電プラント適応最適制御システムを火
力発電プラントとともに示す図、第３図は、その構成に
おけるマスク・コントローラおよびサブルーズ・コント
ローラの一例での詳細を示す図、第４図は、火力発電プ
ラントの一例での詳細を示す図、第５図は、第２図にお
けるモデル内蔵最適制御システムでの動作のフローを示
す図である。 １００・・・モデル内蔵最適制御システム〜’２００・
・・マスク・コントローラ（火力発電プラント制御シス
テム）、３００・・・サブループ−コントローラ（火力
発電プラント制御システム）、４００・・・火力発電プ
ラント。 代理人 弁理士 秋本正実 （２７） 不１０
Claims (1)
- １、制御変数の線形結合により操作量を決定するプラン
ト制御方法にして、プラントの入出力データを用い制御
周期のＮ（Ｎｉ２以上の整数）分の１の周期でプラント
のモデルを逐次同定したうえ、該モデルを用い制御周期
と同一周期で状態遷移する制御用モデルを導出し、該制
御用モデルによってプラントを制御することを特徴とす
るプラント制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4470982A JPS58163003A (ja) | 1982-03-23 | 1982-03-23 | プラント制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4470982A JPS58163003A (ja) | 1982-03-23 | 1982-03-23 | プラント制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58163003A true JPS58163003A (ja) | 1983-09-27 |
Family
ID=12698940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4470982A Pending JPS58163003A (ja) | 1982-03-23 | 1982-03-23 | プラント制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58163003A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03148714A (ja) * | 1989-11-04 | 1991-06-25 | Katsuhisa Furuta | 調整入力による炉温制御装置 |
| CN104503236A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-04-08 | 济南大学 | 一种基于回归模型的分解炉出口温度滑模控制方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5140220A (ja) * | 1974-07-31 | 1976-04-03 | Siemens Ag | |
| JPS55116102A (en) * | 1979-02-28 | 1980-09-06 | Toshiba Corp | Plant analysis controller |
| JPS5723108A (en) * | 1980-07-18 | 1982-02-06 | Toshiba Corp | Sampled-value pid controller |
-
1982
- 1982-03-23 JP JP4470982A patent/JPS58163003A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5140220A (ja) * | 1974-07-31 | 1976-04-03 | Siemens Ag | |
| JPS55116102A (en) * | 1979-02-28 | 1980-09-06 | Toshiba Corp | Plant analysis controller |
| JPS5723108A (en) * | 1980-07-18 | 1982-02-06 | Toshiba Corp | Sampled-value pid controller |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03148714A (ja) * | 1989-11-04 | 1991-06-25 | Katsuhisa Furuta | 調整入力による炉温制御装置 |
| CN104503236A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-04-08 | 济南大学 | 一种基于回归模型的分解炉出口温度滑模控制方法 |
| CN104503236B (zh) * | 2014-12-10 | 2017-07-28 | 济南大学 | 一种基于回归模型的分解炉出口温度滑模控制方法 |
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