某型燃气轮机建模与自适应控制研究
发布时间：2021-01-19 22:39
建模、控制算法研究以及仿真试验都是燃气轮机研制过程中必不可少的环节,本文针对这三者展开研究。首先,采用容积惯性法代替牛顿-拉普逊法建立三轴燃气轮机非线性动态模型,并考虑变比热、引气与冷却等环节,通过与试车数据比较验证了所建模型具有良好的仿真精度。采用容积惯性法不但提高了模型的实时性,并且动态过程更接近真实燃气轮机运转状态。分析了容积惯性法建模中低转速阶段仿真时出现的参数振荡现象产生的原因,通过增加低转速特性数据消除了参数振荡,并提出了一种基于指数平衡与样条拟合的外推方法来获得低转速特性数据。通过低压压气机特性数据外推计算与分析,证明了该外推方法具有较好的准确性。然后,针对重型燃气轮机非线性强、惯性大和负载多变等特点,提出了一种基于深度信念网络的自适应控制器。该控制器结合了深度信念网络和传统PID控制器,其中深度信念网络作用是在线调整PID参数,而传统PID控制器负责控制量的计算与输出。通过数字仿真,验证了该控制器满足燃气轮机转速控制的要求,并且具有良好的自适应性,在燃气轮机不同工况下,能够对其转速进行准确控制,使得系统快速响应的同时无超调量。最后,针对燃气轮机硬件在环仿真平台的需要,设...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三轴燃气轮机结构图
某型燃气轮机建模与自适应控制研究龙格-库塔法进行求解。其中初始化参数包括12P 、18P 、33P 、35P 、ln 、hn 、pn以及四个容积的进口流量。需要注意的是， 、 、 、 是由容积模块参数反向求解得到的，如计算当前时刻的 ，需要根据上一时刻的12T 、A12W 、A14W ，利用式（2-26）计算得到。由 与1P 可以求得lc ，同理可以得到hc 、ht 、lt 以及pt 。有了 、 、 、 、、 、 、 ，就可以进行当前时刻的部件计算，随时间依次推进就完成了动态实时仿真，计算流程如图 2.6 所示。2.3.3 Simulink 仿真模型的建立虽然 Simulink 功能强大，用其建立燃气轮机部件级模型（涉及各种热力学和物理方程）对于习惯代码实现的研究者似乎繁琐了许多。采用 MATLAT function 模块很好地兼顾了代码编程和 Simulink 工具箱的使用。利用 MATLAB function 模块编写好各部件模块，然后用连线连接即可得到仿真模型，由于考虑众多引气问题，所以连接后的模型很复杂，如图 2.7 所示。
Simulink仿真配置
【参考文献】：
期刊论文
[1]某重型燃气轮机燃料控制仿真平台的搭建与研究[J]. 郭庆,刘月,刘尚明. 热力透平. 2016(02)
[2]某重型燃气轮机硬件在回路仿真平台转速部分的搭建与仿真研究[J]. 刘月,蒋洪德,郭庆,黄玉柱. 燃气轮机技术. 2016(01)
[3]基于DBN-PID的木材干燥窑参数检测系统[J]. 夏春江,王培良. 计算机测量与控制. 2015(01)
[4]重型燃气轮机控制发展趋势及未来关键技术[J]. 刘尚明,何皑,蒋洪德. 热力透平. 2013(04)
[5]基于改进遗传算法的燃气轮机自适应建模[J]. 刘永葆,贺星,黄树红. 航空动力学报. 2012(03)
[6]基于神经网络的压气机特性的计算[J]. 黄流军. 柴油机设计与制造. 2010(04)
[7]基于RBF神经网络的燃气轮机特性计算[J]. 贾小权,张仁兴,贺星,房友龙. 燃气轮机技术. 2010(04)
[8]基于Gibbs抽样的随机波动模型族的贝叶斯研究[J]. 张跃宏,严广乐. 统计与决策. 2009(12)
[9]压气机特性的模糊辨识[J]. 唐丽丽,王广军. 计算机仿真. 2009(01)
[10]基于船用燃气轮机外特性的建模方法[J]. 吴森,王永生. 中国造船. 2008(04)
硕士论文
[1]基于深度信念网络的变速器故障分类识别研究[D]. 单外平.华南理工大学 2015
[2]基于神经网络的航空发动机PID控制[D]. 杨华.西北工业大学 2007
[3]舰船双轴燃气轮机性能仿真[D]. 贾省伟.华中科技大学 2006
[4]航空发动机半物理仿真平台中数字控制系统设计[D]. 张树彦.南京航空航天大学 2005
[5]发动机数控系统半物理仿真中接口信号仿真器的研制[D]. 张鹏.南京航空航天大学 2005
[6]某型涡轴发动机起动建模技术研究[D]. 郑绪生.南京航空航天大学 2005
本文编号：2987841
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三轴燃气轮机结构图
某型燃气轮机建模与自适应控制研究龙格-库塔法进行求解。其中初始化参数包括12P 、18P 、33P 、35P 、ln 、hn 、pn以及四个容积的进口流量。需要注意的是， 、 、 、 是由容积模块参数反向求解得到的，如计算当前时刻的 ，需要根据上一时刻的12T 、A12W 、A14W ，利用式（2-26）计算得到。由 与1P 可以求得lc ，同理可以得到hc 、ht 、lt 以及pt 。有了 、 、 、 、、 、 、 ，就可以进行当前时刻的部件计算，随时间依次推进就完成了动态实时仿真，计算流程如图 2.6 所示。2.3.3 Simulink 仿真模型的建立虽然 Simulink 功能强大，用其建立燃气轮机部件级模型（涉及各种热力学和物理方程）对于习惯代码实现的研究者似乎繁琐了许多。采用 MATLAT function 模块很好地兼顾了代码编程和 Simulink 工具箱的使用。利用 MATLAB function 模块编写好各部件模块，然后用连线连接即可得到仿真模型，由于考虑众多引气问题，所以连接后的模型很复杂，如图 2.7 所示。
Simulink仿真配置
【参考文献】：
期刊论文
[1]某重型燃气轮机燃料控制仿真平台的搭建与研究[J]. 郭庆,刘月,刘尚明. 热力透平. 2016(02)
[2]某重型燃气轮机硬件在回路仿真平台转速部分的搭建与仿真研究[J]. 刘月,蒋洪德,郭庆,黄玉柱. 燃气轮机技术. 2016(01)
[3]基于DBN-PID的木材干燥窑参数检测系统[J]. 夏春江,王培良. 计算机测量与控制. 2015(01)
[4]重型燃气轮机控制发展趋势及未来关键技术[J]. 刘尚明,何皑,蒋洪德. 热力透平. 2013(04)
[5]基于改进遗传算法的燃气轮机自适应建模[J]. 刘永葆,贺星,黄树红. 航空动力学报. 2012(03)
[6]基于神经网络的压气机特性的计算[J]. 黄流军. 柴油机设计与制造. 2010(04)
[7]基于RBF神经网络的燃气轮机特性计算[J]. 贾小权,张仁兴,贺星,房友龙. 燃气轮机技术. 2010(04)
[8]基于Gibbs抽样的随机波动模型族的贝叶斯研究[J]. 张跃宏,严广乐. 统计与决策. 2009(12)
[9]压气机特性的模糊辨识[J]. 唐丽丽,王广军. 计算机仿真. 2009(01)
[10]基于船用燃气轮机外特性的建模方法[J]. 吴森,王永生. 中国造船. 2008(04)
硕士论文
[1]基于深度信念网络的变速器故障分类识别研究[D]. 单外平.华南理工大学 2015
[2]基于神经网络的航空发动机PID控制[D]. 杨华.西北工业大学 2007
[3]舰船双轴燃气轮机性能仿真[D]. 贾省伟.华中科技大学 2006
[4]航空发动机半物理仿真平台中数字控制系统设计[D]. 张树彦.南京航空航天大学 2005
[5]发动机数控系统半物理仿真中接口信号仿真器的研制[D]. 张鹏.南京航空航天大学 2005
[6]某型涡轴发动机起动建模技术研究[D]. 郑绪生.南京航空航天大学 2005
本文编号：2987841
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