集中供热回水温度的广义预测控制研究

发布时间：2017-07-15 11:10

  本文关键词：集中供热回水温度的广义预测控制研究

  更多相关文章： 集中供热 物联网 CARIMA模型 回水温度 隐式GPC算法

【摘要】：集中供热系统是一个复杂的工业系统,其能否科学运行,既关乎民生又涉及节能减排。换热站、楼宇作为面向热用户的供热终端,其运行状态对供热质量有直接影响。目前存在的主要问题有：供热参数的监测不全面,难以详尽的分析供热工况；供热过程具有大惯性、大时滞等特性,从而使得常规PID等算法难以取得满意的控制效果。本文以大连市某高校的集中供热系统为研究背景,设计了基于物联网架构的集中供热网络平台。并针对换热站、楼宇这类被控对象所存在的时滞、非线性等问题,建立了换热站、楼宇传热的CARIMA模型,并将GPC理论应用于回水温度的控制中。首先,设计了基于物联网的集中供热监管平台,实现了对现场供热数据的动态监测,并且对所有的供热数据进行了汇总,使得管理者能更好的协调各换热站、楼宇间的动态运行,便于管理者做出合理的供热操作指导。其次,通过阶跃响应曲线法建立了换热站、楼宇传热的数学模型,为了满足计算机控制要求,对模型进行了离散化,得到较为准确的CARIMA模型,为GPC算法的实现创造条件,并为供热工程模型计算提供了理论依据。第三,对换热站二次网回水温度、楼宇回水温度的控制进行了仿真研究,结果显示,相较于常规PID算法和基本GPC算法的不足,隐式GPC算法能够使系统输出有更好的控制品质与动态性能,适用于集中供热这种大惯性、大时滞和动态特性不确定的系统。最后,可以将隐式GPC算法应用于热水锅炉供水温度的控制中,进而使隐式GPC算法更好地适用于整个集中供热系统。从而能为供热优化运行提供理论指导,并且为改善集中供热质量提供新的途径和可能。
【关键词】：集中供热 物联网 CARIMA模型 回水温度 隐式GPC算法
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU995
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题的背景及研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 预测控制的发展历史11-12
• 1.2.2 国外预测控制研究现状12-13
• 1.2.3 国内预测控制研究现状13-14
• 1.3 课题的研究内容14-15
• 1.4 本章小结15-16
• 第2章 基于物联网的集中供热系统设计16-26
• 2.1 集中供热系统的工艺流程16-19
• 2.2 集中供热系统的管网分布19-20
• 2.3 集中供热系统的监管平台20-25
• 2.3.1 基于物联网的集中供热监控系统20-23
• 2.3.2 集中供热监控系统的网络平台23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 广义预测控制的理论基础26-40
• 3.1 GPC算法的基本原理26-28
• 3.2 基本GPC算法的理论基础28-35
• 3.2.1 CARIMA预测模型28-29
• 3.2.2 滚动优化与反馈校正29-33
• 3.2.3 Diophantine方程递推求解33-35
• 3.3 隐式GPC算法的理论基础35-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第4章 回水温度的广义预测控制仿真实验40-62
• 4.1 实验方案设计与数据来源40-42
• 4.2 回水温度CARIMA模型的建立42-51
• 4.2.1 换热站回水温度CARIMA模型的建立42-47
• 4.2.2 楼宇回水温度CARIMA模型的建立47-51
• 4.3 回水温度GPC的仿真研究51-61
• 4.3.1 换热站回水温度的GPC仿真51-56
• 4.3.2 楼宇回水温度的GPC仿真56-61
• 4.4 本章小结61-62
• 第5章 总结与展望62-64
• 5.1 总结62-63
• 5.2 展望63-64
• 参考文献64-68
• 攻读硕士期间发表论文68-70
• 致谢70

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本文编号：543574