基于遺傳算法的高壓最小流量閥PID自適應控制研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、高壓最小流量閥是用于極端工況的特殊閥門,也是在300MW、600MW及1000MW機組中廣泛使用的關鍵設備。由于高壓最小流量閥前后壓差高,是一個時滯且存在時變的系統(tǒng),控制精度要求高,采用傳統(tǒng)固定 PID控制器往往不能滿足用戶的需求,基于遺傳算法的高壓最小流量閥 PID自適應控制器正是應這樣的要求而產生和發(fā)展的。本文根據(jù)實際需求設計了基于遺傳算法的高壓最小流量閥PID自適應控制器,并實現(xiàn)了連續(xù)優(yōu)化 PID參數(shù)的遺傳算法的設計。它摒棄了傳統(tǒng)

2、的機械及氣動噴嘴擋板機構調節(jié) PID參數(shù)的調整機構,模擬生物在自然環(huán)境中遺傳和進化的進程而形成的一種自適應全局優(yōu)化概率搜索算法,定量計算和定性分析相結合,優(yōu)化的參數(shù)預判以及各種應急措施的知識庫保證了系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定。
  首先,本論文介紹了高壓最小流量閥PID控制器國內外研究的現(xiàn)狀及發(fā)展歷史,根據(jù)最小流量閥控制系統(tǒng)的組成和特點,深入分析了最小流量閥控制系統(tǒng)時變的原因,并以西門子和ABB定位器為例,說明了目前常用的控制器的硬件及軟件,

3、提出了基于遺傳算法的自適應控制器的組成和連續(xù)優(yōu)化 PID參數(shù)的工作原理,完成了參數(shù)辨識機構模型建立、新型控制器硬件及軟件系統(tǒng)的的構建和設置。對優(yōu)化后的參數(shù),經過知識庫計算判斷是否超過用戶的需求,確定使用與否;在知識庫中對系統(tǒng)的一些應急特殊事件提供一些預案,設置相應的輸出,達到安全連鎖的目的。
  同時,本文研究了H2控制器解析法的算法和遺傳算法參數(shù)優(yōu)化技術的實現(xiàn),提出了解析法和遺傳算法結合的自適應控制器優(yōu)化的方法,一方面保證了系統(tǒng)

4、的穩(wěn)定性,另一方面也減小了遺傳算法的搜索范圍,提高搜索精度。針對高壓最小流量閥控制系統(tǒng)靜態(tài)是穩(wěn)定的,但熱態(tài)實際運行時,常常會出現(xiàn)振蕩,通過模型參數(shù)的攝動,運用MATLAB仿真軟件,經過大量的實驗,與Ziegler-Nichols法和響應曲線法得到的PID參數(shù)仿真比較表明,遺傳算法的優(yōu)化后的PID參數(shù)具有更好的魯棒性和自尋優(yōu)的特性,即使被控對象的時間常數(shù)、延時和靜態(tài)增益同時變化后,自適應控制器均能保證良好的控制響應,超調量小,具有較強的魯

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