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【精彩论文】基于T-S模糊模型的燃气轮机系统负荷跟踪多目标预测控制
观点凝练
摘要：传统控制策略主要解决燃气轮机系统负荷跟踪问题，缺乏对经济性能的考虑。设计了基于T-S模糊模型的多目标预测控制器以同步提高系统跟踪性能和经济性能。首先，针对燃气轮机系统强非线性特性，选用T-S模糊模型增量结构，选取某联合循环机组历史数据进行模型辨识，所得模型能够根据运行工况实时更新模型参数，避免了模型失配问题。然后，基于此模型设计多目标预测控制器，定义负荷跟踪指标和经济性能指标，并对指标进行加权构成多目标代价函数。在多目标优化问题求解中，使用同步传热搜索算法优化代价函数获得控制量，提高控制系统快速性。仿真实验及评价指标结果表明，该多目标预测控制策略能够有效提高系统跟踪性能和经济性能。
结论：本文以燃气轮机为研究对象，应用智能优化算法及T-S模糊模型辨识、预测控制的相关方法研究了基于T-S模糊模型的燃气轮机系统负荷跟踪多目标预测控制问题，主要研究成果如下。
（1）根据某机组运行数据建立了以入口导叶开度和燃料流量为输入变量、以输出功率和排气温度为输出变量的燃气轮机系统T-S模糊模型。该模型准确度高、泛化能力强、结构清晰，基于此模型预测系统输出具有预测过程快速、预测结果准确的特点。
（2）综合考虑系统负荷跟踪能力和经济性，设计了基于T-S模糊模型的多目标预测控制器SHTS-MFGPC。该控制器引入SHTS在线寻优控制量增量序列，将约束控制问题转化为约束优化问题进行求解。实验表明，与IPM-GPC、IPM-MGPC、IPM-MFGPC相比，SHTS-MFGPC具有更好的快速性、经济性和准确性，能够有效解决燃气轮机系统负荷跟踪多目标控制问题。
本文从减少燃料量消耗角度讨论了系统经济性，后续将从压气机功耗等角度讨论系统经济性。同时，将在控制目标中引入污染物排放等环境友好型指标，进一步研究基于T-S模糊模型的重型燃气轮机系统多目标优化控制问题。
引文信息
侯国莲, 戴晓燕, 弓林娟, 等. 基于T-S模糊模型的燃气轮机系统负荷跟踪多目标预测控制[J]. 中国电力, 2020, 53(11): 212-219, 226.HOU Guolian, DAI Xiaoyan, GONG Linjuan, et al. Multi-objective predictive control of gas turbine system based on t-s fuzzy model[J]. Electric Power, 2020, 53(11): 212-219, 226.往期回顾
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编辑：杨彪
审核：蒋东方
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