自抗扰控制及其在超临界机组过程控制中的应用研究
本文选题:自抗扰控制 + 人工蜂群算法 ; 参考:《华北电力大学》2017年硕士论文
【摘要】:自抗扰控制由于具有实现简单以及良好的控制性能和稳定性等特点,随着研究的深入和发展,有望成为新一代主流工业控制器;随着火电机组的容量越来越大,亟待引入新的控制器以改进控制效果。因此,将自抗扰控制引入到火电机组控制中,提升火电机组控制水平,有着重要的意义。首先介绍了自抗扰控制和参数寻优等相关基础理论。分别介绍了跟踪微分器、扩张状态观测器以及非线性误差函数的原理并给出了数学表达式。并随后对自抗扰控制的参数整定方法进行了简单介绍。其次,研究了人工蜂群算法的基本思想,针对算法的不足对人工蜂群算法进行了改进,并通过多种测试函数对改进的人工蜂群算法进行了测试;随后将改进的人工蜂群算法应用于被控对象的数学建模以及自抗扰控制器的参数寻优中;并在Matlab软件平台上分别编写被控对像的辨识程序和和参数寻优程序,成功的实现以辨识的传递函数为控制对象的自抗扰控制器,验证了自抗扰控制器对超临界机组热工过程的控制效果,并且与串级PID控制方案进行了对比。最后,在超临界机组仿真平台(Panysimu平台)上完成了自抗扰控制器的编写和导入,并将控制参数输入到自抗扰控制算法中,成功完成了对超临界机组汽温系统以及给水系统的控制实验,随后对比了自抗扰控制方案和串级PID控制方案的控制效果,验证了自抗扰控制优良的控制性能和可靠性,为自抗扰控制在超临界机组热工过程控制中的应用提供了一定的借鉴意义。
[Abstract]:Since ADRC has the characteristics of simple realization, good control performance and stability, with the development of research, it is expected to become a new generation of mainstream industrial controller. It is urgent to introduce new controller to improve the control effect. Therefore, it is of great significance to introduce active disturbance rejection control into thermal power unit control and improve the control level of thermal power unit. At first, the basic theories of ADRC and parameter optimization are introduced. The principles of tracking differentiator, extended state observer and nonlinear error function are introduced and the mathematical expressions are given. Then the parameter tuning method of ADRC is introduced briefly. Secondly, the basic idea of artificial bee colony algorithm is studied, and the artificial bee colony algorithm is improved according to the shortcomings of the algorithm, and the improved artificial bee colony algorithm is tested by a variety of test functions. Then the improved artificial bee colony algorithm is applied to the mathematical modeling of the controlled object and the parameter optimization of the auto disturbance rejection controller, and the identification program and parameter optimization program of the controlled object and the parameter optimization program are written on the Matlab software platform, respectively. The ADRC with the identified transfer function as the control object is successfully implemented, which verifies the control effect of the ADRC on the thermal process of the supercritical unit and is compared with the cascade PID control scheme. Finally, the ADRC is compiled and imported on the Panysimu platform of supercritical unit simulation platform, and the control parameters are input into the ADRC algorithm. The control experiments of steam temperature system and feed water system of supercritical unit are completed successfully. Then, the control effect of auto disturbance rejection control scheme and cascade PID control scheme is compared, and the excellent control performance and reliability of auto disturbance rejection control are verified. It provides a reference for the application of ADRC in supercritical unit thermal process control.
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP273;TM621
【参考文献】
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,本文编号:1870303
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