协调控制系统的复杂性主要体现在以下儿个方面:
(1)多变量的强烈耀合。协调控制系统的压力控制回路和负荷控制回路相互关联,存在着强烈的摧合特性。这种特性还存在着一类病态的结构,那就是汽轮机侧具有快速响应特性,而锅炉侧则具有相对较慢的响应特性,由于这种特性,如果在系统动态解藕时未充分考虑“量’一时间’的平衡关系.很容易造成能量的累积,从而使系统不稳定。这给协调控制系统的解藕设计带来了困难;
(2)多目标相互关联。在不同的任务约束情况下。协调控制系统需要满足不同的优化目标。由于优化目标的相互关联,在满足某一优化目标时,需要充分考虑其它目标的次优化问题。因此协调控制系统除了解决多变量解藕问题以外、还需在最优目标与次优目标之间协调、平衡。
(3)机组动态从本质上说是非线性的。由于机组存在着非线性特性,现有协调控制系统的分析与设计通常将其在某一工作点线性化,而忽略其高频非线性。这种高频非线性常常会被控制器激发而使调节过程振荡,
(4)机组动态是时变的。机组动态特性是时变的、因此根据某一工作点下的线性化模型来设计的协调控制系统,未必能保证系统在其它工作点下的适应性‘这实际上涉及到模型的自动适应性以及控制算法的鲁棒性。
(5)系统存在着不确定干扰。系统存在的不确定干扰,例如燃煤的煤质变化‘给煤量的扰动等,使机炉协调控制系统存在着较大的不确定因素,在设计协调控制系统时,需要考虑系统的抗干扰性能。
(6)能量平衡指标‘热经济指标难以直接、准确、实时地得到。如果能量平衡指标的准确性、适应性和实时性能够得到充分的保证,那么能量平衡方法就是设计协调控制系统的一种较好的方法二一些热经济指标也是很重要的,例如煤质/发热量校正系数,如果能保证指标的有效性,将会大大提高协调控制系统抗煤质扰动的能力。
(7)锅炉侧存在着很大的纯时延:锅炉侧的大时延实际上反映了管道纯迟延以及大惯性产生的相对迟延,常规的FLD控制器很难解决这个问题,尤其是PID控制器的积分作用常使系统过调而积聚能量、使系统产生振荡。工程上最常见的前馈算法是为了解决在一类可测扰动下控制系统的品质问题。即使扰动是可测的.通常也较难以掌握前馈的“量”以及“时间”问题。
(8)运行的安全性要求二协调控制系统在满足某一特定任务约束的前提下、还需保证一切变量不超限、包括被控量、状态量和控制量。系统还需处理诸如RUNBACK, RUNDOWN等与机组安全运行相关的实际问题,