A new approach of the adaptive control, MRAC, is proposed here for the level control of the steam generators. A model reference adaptive system is composed of four elements; a reference model, an adjustable system, a subtractor, and an adaptation mechanism. A reference model specifies the desired performance; the performance of an adjustable system should be as close as possible to that of the reference model. A subtractor forms the error between the outputs of the reference model and of the adjustable system and an adaptation mechanism processes the auxiliary error in order to modify the parameters of the adjustable system.
The parallel configuration is used to estimate the parameters since the structure is robust to noises. The parameters of the controller are estimated directly by the modified recursive least square method. The perturbation signal is added to the steam flow rate to estimate well the parameters of the steam flow rate.
The reference model is chosen which shows the swell phenomenon but does not show the shrink phenomenon. The variations from steady-state conditions are used to generate the control input, which gives the more robust algorithm and reduces the input variations. Cost function is derived to contain the squared error between the outputs of the reference model and of plant and the squared error between the steam flow rate and the feedwater flow rate. Using the cost function makes the integral action unnecessary and gives good performance in spite of the major disturbance of the load change. The present algorithm has the one tuning parameter of the input weighting factor: the tuning of the present controller is easier than that of the P-I controller which has four tuning parameters.
발전소에서 사용되고 있는 P-I를 이용한 증기 발생기 수위 제어는 저 출력에서 문제점이 많이 노정되어 MRAC를 이용한 수위 제어기를 설계했다. 평행 구조에 바탕을 둔 평가 알고리듬은 잡음(noise)에도 불구하고 좋은 특성을 보여주므로 이 구조를 이용하여 매개 변수를 평가하고 개량된 순환적 최소 자승 이론을 도입하여 제어기의 매개 변수를 직접 평가하는 직접 방법을 이용하였다. 적응 에러로는 수위의 측정치와 예측치와의 차를 여과하고 확장시킨 에러를 이용하였는 데, 확장 에러 개념의 도입은 매개 변수 평가기의 안정성을 보장하였으며 증기 유량에 관련된 매개 변수를 잘 평가하기 위하여 증기 유량에 섭동 신호(perturbation signal)가 첨가되었다.
각 계산 단계마다 시스템으로부터 얻을 수 있는 정보의 양을 일정하게 유지시키도록 하는 망각 계수를 도입하였다.
Reference Model로는 팽창(swell) 현상은 가지고 있지만 수축 (shrink) 현상은 모사하지 않는 모델이 선정되었다. 제어 입력을 도출하기 위하여 시스템과 Reference Model의 수위 차를 제곱하고 증기 유량과 급수 유량 사이의 차를 제곱하여 여과시킨 제어 입력을 계산하였고, 부하의 심한 변화에도 불구하고 제어기의 효능이 입증되었다. 또한, 안정 상태로부터 변화치만이 각 입출력 값으로 이용하였는데, 이것은 제어 입력의 변화를 줄이는 데 많은 기여를 하는 것으로 알려졌다.
P-I 제어기는 네개의 조정 변수를 갖는 데 비해, 설계된 제어기는 한개의 조정 변수만을 가져 쉽게 변수를 조정(tune)할 수 있었다.
