热能动力工程

作者：雷扬,杨卓,左信,岳元龙

单位：中国石油大学（北京）,,中国石油大学（北京）,,中国石油大学（北京）,,中国石油大学（北京）,

关键词：广义预测控制;重型燃气轮机;长短期记忆网络;非线性模型

基金：国家管网集团西部管道公司科研项目

针对T60重型燃气轮机存在的动态特性强非线性、多变量耦合及工况大范围变化等特点，提出一种基于长短期记忆网络（LSTM）的非线性广义预测控制器设计方法。构建了燃气轮机多输入多输出LSTM动态模型，通过互信息法确定时间窗口，采用四分位距剔除异常值，并对数据进行Z-score标准化处理。进一步设计重型燃气轮机的非线性广义预测控制器，利用LSTM模型在线预测自由响应并采用数值逼近强制响应以构建动态矩阵，提出基于局部线性化的实时梯度优化策略，将非凸优化问题转化为可实时求解的二次规划子问题，并利用投影梯度下降法实时求解控制率。在MATLAB平台开展仿真实验，选取大范围阶跃负荷为扰动输入、控制周期100ms。通过与现场运行数据对比，实验结果表明：相比T60燃机在用的Min-Max控制器，NGPC控制器在负荷突变时超调量降低35%，响应曲线平滑度提高42%，控制误差显著降低，转速与温度约束违规率为零，单步计算耗时7-9ms（占控制周期9%以内），满足重型燃气轮机实时控制要求。

来源：2026年第2期

《热能动力工程》期刊编辑部

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