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基于模糊神经网络的火电厂主蒸汽温度控制系统的研究

作　者: 陈景通
导　师: 杜庆东
学　校: 沈阳师范大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 主蒸汽温度 串级控制 模糊控制 模糊神经网络 PID
分类号: TM621.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


目前,大多数火电机组的锅炉主蒸汽温度普遍采用常规PID串级控制系统,随着现代火力发电机组向大容量、高参数方向发展,采用传统的PID串级控制策略难以满足复杂的工业生产过程控制的需要,若引入现代控制理论中的最优控制策略,则需要建立被控对象的数学模型,而实际的被控制对象的数学模型没有明确的界限,随机组负荷的变化而变化。本文针对元宝山发电有限责任公司#3机组600MW汽包锅炉主蒸汽温度采用常规PID串级控制策略存在的问题,结合模糊神经网络控制是智能控制策略研究的热点,通过对模糊神经网络串级控制的学习,提出一种模糊神经网络串级控制对锅炉主蒸汽温度进行模拟仿真控制,分析比较主蒸汽温度采用常规PID串级控制与模糊神经网络串级控制的性能参数指标。以MATLAB软件为仿真工具,对主蒸汽温度模糊神经网络控制建立仿真模型,通过仿真得出,与传统的常规PID串级控制相比,锅炉主蒸汽温度采用模糊神经网络串级控制得到的控制效果更好。本文的主要研究内容如下：1.常规PID控制器参数的研究。在介绍常规PID控制原理的基础上,分析了比例、积分、微分对控制系统性能的影响,提出了PID控制器三个参数的组合方式以及对应的应用场合、PID参数自整定的过程。2.模糊串级控制的研究。通过对模糊控制理论的学习,提出主蒸汽温度Fuzzy-PID复合串级控制系统,该控制器综合了传统串级PID控制和模糊控制的优点,由Fuzzy-PID串级构成,详细介绍了MATLAB对主蒸汽温度模糊串级控制的仿真过程。3.模糊神经网络控制的研究。通过对火电机组主蒸汽温度串级控制系统结构的分析,结合模糊控制与神经网络各自的优点,将模糊神经网络引入火电厂锅炉主蒸汽温度控制中,建立仿真框图分析该控制策略的优势,具有较强的理论和工程参考价值。

全文目录


中文摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章 绪论  8-12
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 控制策略的发展过程及其在汽温控制中的应用现状  9-10
  1.3 火电厂过热器温度控制的重要性  10
  1.4 工业控制系统的性能指标  10-11
  1.5 课题的主要内容及章节安排  11-12
第2章 模糊神经网络控制相关理论  12-29
  2.1 模糊控制相关理论  12-17
    2.1.1 比例、积分、微分因子对控制系统性能的影响  12-13
    2.1.2 模糊系统  13-15
    2.1.3 模糊系统结构设计  15
    2.1.4 模糊控制整体结构  15-16
    2.1.5 模糊系统比例、积分、微分参数整定的原则  16-17
  2.2 神经网络控制相关理论  17-27
    2.2.1 神经网络的发展及特点  17-18
    2.2.2 神经网络模型  18-20
    2.2.3 神经网络的学习模式  20-21
    2.2.4 神经网络的学习规律  21-22
    2.2.5 RBF神经网络结构  22-24
    2.2.6 神经网络控制  24-27
  2.3 模糊控制与神经网络的融合  27-28
  2.4 本章小结  28-29
第3章 锅炉主蒸汽温度智能控制策略  29-40
  3.1 锅炉主蒸汽温度常用控制策略  29
  3.2 锅炉主蒸汽温度Fuzzy串级控制设计过程  29-37
    3.2.1 主蒸汽温度Fuzzy串级控制系统结构  29-30
    3.2.2 主蒸汽温度Fuzzy串级控制实现过程  30-37
  3.3 锅炉主蒸汽温度Fuzzy-Neural Network串级控制  37-39
    3.3.1 Fuzzy-Neural Network  37-38
    3.3.2 主蒸汽温度Fuzzy-Neural Network控制的实现  38-39
  3.4 本章小结  39-40
第4章 主蒸汽温度模糊神经网络仿真  40-59
  4.1 主蒸汽温度常规PID控制仿真  40-45
  4.2 主蒸汽温度Fuzzy串级控制仿真  45-52
  4.3 主蒸汽温度Neural Network串级控制仿真  52-54
  4.4 主蒸汽温度Fuzzy-Neural Network串级控制仿真  54-56
  4.5 仿真分析  56-58
  4.6 本章小结  58-59
结束语  59-60
参考文献  60-62
致谢  62-63
个人简历及在学期间的研究成果和发表的学术论文  63

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 发电、发电厂 > 发电厂 > 火力发电厂、热电站 > 控制设备
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