화력발전소 과열기 제어 기법 및 비선형 연속 시간 모델의 이산화 방법에 관한 연구
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 이광순
- 발행년도 2015
- 학위수여년월 2015. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화공생명공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000055200
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
Part Ⅰ. 화력발전소 과열기 제어 기법 산업계의 요구에 따라 과열기 내 증기 온도 제어를 위한 새로운 피드포워드-피드백 제어 알고리즘을 제안하였다. 외란의 비교적 정확한 예측에 의한 피드포워드 제어기 설계를 했다는 점에서 새로운 접근이다. 전력 부하의 변화에 따른 연소 가스로부터의 열량 변화와 과열기로 들어가는 증기 온도를 두 가지 주요 외란으로 선정하였다. 각각의 두 외란에 해당하는 두 피드포워드 제어기를 설계하였다. 연소 가스는 측정과 추정이 어렵기 때문에 과열기 파이프 온도를 연소 가스의 상태를 대변할 수 있는 새로운 변수로 선정하였고, 증기 온도의 추정에 이용하였다. 두 피드포워드 제어기는 두 외란의 예측 값에 의하여 제어 신호를 계산한다. 피드포워드 제어기의 예측 성능은 각각 실제 공정 데이터로부터 검증하였다. 피드포워드-피드백 제어기는 numerical simulation을 이용하여 제어 성능을 검증하였다. Part Ⅱ. 비선형 연속 시간 모델의 이산화 방법 비선형 시스템의 연속 시간 모델에 대한 이산 시간 모델을 얻는 방법을 제안하였다. 이 방법은 비선형 시스템의 선형 부분의 역 연산자인 Green’s function을 이용한 방법이다. 제안된 방법의 성능은 정확도, 안정성, 계산 시간의 관점에서 세 가지 다른 방법, Euler method, Taylor series method 그리고, matrix exponential method와의 비교를 했다. 결과적으로 제안된 방법이 다른 기존의 방법들에 비해 우수한 것으로 보인다.
more초록/요약
Part Ⅰ. A novel feedforward-feedback control scheme for superheater steam temperature in accordance with industrial requirements is proposed. The novelty lies in the design of the feedforward compensator (FFC), of which the performance relies on accurately predicting the values of disturbance variables. The heat influx from the flue gas and the superheater inlet steam temperature were identified as two major disturbances, in addition to the change in the power load. Two FFCs were designed to accommodate the individual disturbances. Because the flue gas state is difficult to measure, the superheater pipe temperature was chosen as a new variable to represent the flue gas state and estimated using steam temperature measurements. Both FFCs computed the feedforward inputs based on the predicted values of the disturbance variables. The prediction accuracies of the FFCs were assessed separately using field-test data, and the performance of the resulting feedforward-feedback controller was investigated through numerical simulations. Part Ⅱ. A novel method to obtain a discrete-time model of a continuous-time nonlinear system is proposed. The method utilizes the inverse operator of the linear part of the system: Green’s function. The performance of the proposed method was evaluated in comparison with existing methods, such as the Euler method, Taylor series method, and matrix exponential method, for three different nonlinear systems from the viewpoint of the accuracy, stability, and computational burden. As a result, the proposed method was found to be superior to other existing methods.
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