改进的引力搜索算法在锅炉汽包水位PID控制上的应用研究

发布时间：2021-01-26 01:09

　　在火力发电企业中,安全生产是第一位。由于大型火电机组一旦发生事故,将会造成巨大的经济损失和不好的社会影响。这就对锅炉的安全性提出了更高的要求。锅炉的水位控制系统是锅炉整个自动化控制系统的重要组成部分,且锅炉汽包水位是锅炉安全运行的重要指标,水位的高低以及波动大小,直接决定了锅炉是否能够安全运行。所以深入研究锅炉汽包水位具有深远的意义和重大的社会价值。本文通过分析锅炉汽包水位的动态特性以及在高负荷工况下锅炉汽包水位常采用的串级三冲量控制方案,提出欲使锅炉汽包水位控制精度更高,鲁棒性更强,需对汽包水位的PID控制器参数精确整定。本文介绍了一种新型智能优化算法即引力搜索算法,针对该算法在求解问题时局部探索性能差和易于陷入局部最优的缺点,提出了相应的改进策略,并进行了数值仿真测试。将改进的引力搜索算法分别运用在汽包水位函数模型参数辨识和锅炉汽包水位PID控制器参数整定上,验证了改进引力搜索算法的寻优精度和较强的局部搜索能力。通过搭建Matlab/Simulink平台,仿真对比了锅炉汽包水位的控制效果,发现改进引力搜索算法优于传统的试凑法、遗传优化算法,表现出较强的抗干扰性能和更好的鲁棒性能。 

【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 选题的背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 锅炉汽包水位研究现状
        1.2.2 引力搜索算法研究现状
    1.3 论文的内容安排
第2章 锅炉汽包水位动态特性及控制方案
    2.1 锅炉汽包水位的特性
        2.1.1 给水量的扰动
        2.1.2 蒸汽流量的扰动
        2.1.3 燃料量的扰动
    2.2 汽包水位的控制方案
    2.3 本章小结
第3章 引力搜索算法及其改进
    3.1 标准的引力搜索算法
    3.2 引力搜索算法的改进
        3.2.1 提高算法的局部开发能力
        3.2.2 提高算法的求解精度能力
    3.3 数值实验
        3.3.1 测试函数
        3.3.2 改进算法实验仿真
        3.3.3 优化性能对比图
    3.4 本章小结
第4章 IGSA辨识锅炉汽包水位模型参数
    4.1 辨识的适应度函数的选取
    4.2 锅炉汽包水位模型参数辨识流程图
    4.3 给水量扰动下锅炉汽包水位模型参数辨识
    4.4 蒸汽流量扰动下锅炉汽包水位模型参数辨识
    4.5 本章小结
第5章 IGSA整定锅炉汽包水位PID控制器参数
    5.1 适应度函数的选取
    5.2 参数整定流程
    5.3 串级三冲量控制系统仿真
        5.3.1 锅炉汽包水位串级三冲量给水流量扰动实验
        5.3.2 锅炉汽包水位串级三冲量蒸汽流量扰动实验
        5.3.3 鲁棒性测试研究
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3000213