発電ボイラにおける過熱蒸気温度の適応制御方式の開発

1986 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61550185
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 藤井 省三 名大, 工学部, 教授 (20023038)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小川原 陽一 三菱重工業(株), 技術本部システム技術部・長システム総合研究室 ; 早川 義一 名古屋大学, 工学部, 講師 (60126894)
• Keywords: 自動制御 / 制御応用 / 適応制御 / 離散時間多変数制御 / 過熱蒸気温度制御

Research Abstract

本研究の目的は、ボイラの負荷変動に対して、制御装置をオンライン的に自動調整し、過熱蒸気温度の制御性能をつねに最適な状態に保つような適応制御方式を開発することである。本年度に行ってきた研究実積は以下のようである。
1.負荷外乱,燃料量およびスプレイ流量に対するスプレイ弁前後の温度差,および過熱蒸気温度の数式モデルの作成を行い、また、それらの線形化モデルを作成して、制御対象のステップ応答をもとめ、2入出力間の干渉の様子を明示した。
2.各種負荷状態における従来のPI動作を基本とする制御による応答を計算し、その制御性能に対する知見をえた。
3.各種負荷に対する多次元自己回帰モデルを作成し、負荷指令に対するゲイン・スケジュール制御系を設計した。その結果によれば、かなりの制御結果の向上を図ることができた。
4.適応制御方式としては、種々の方法を試みた。大別して、線形モデルに基づいた間接法、直接法、および双線形モデルに基づいたものである。第1の方法について、つぎの4つの制御則を考えた。(a)2次形式評価関数を最小化する方法、(b)既知外乱に対して補償器を用いる方法、(c)制御系の極を指定する手法、(d)未知の出力を予測する手法である。また、入力の振幅制限等を考慮した設計法も示した。
5.発電ボイラのシミュレータを用いて、上記の各種適応制御方式を検討し、負荷変動に対するボイラの特性変動に十分速応できる制御方式を開発した。また、負荷がランダムに変動するときにも十分な制御性能がえられた。今後、実ボイラに適用する制御プログラムを作成し、実装置での実験を行う予定である。