当前位置:主页 > 科技论文 > 自动化论文 >

基于在线辨识与优化的自适应PID控制算法的工程实现

发布时间:2018-12-13 07:40
【摘要】:随着气候变化、环境问题日益凸显,“还城市一片蓝天”的任务也日趋严峻。为了响应节能减排降耗的目标,火电厂热工过程控制要求越来越高。面对日趋复杂的控制系统,如何实现稳定准确快速的控制成为相关学者研究的热点之一。在线辨识利用实时采集的数据不断更新被控对象模型,以便于进行更符合现场工况的控制操作。针对目前许多时变、大迟延、耦合程度高的系统,简单的PID不能完全达到控制品质要求,因此,通过基于实时数据的对象模型进行自适应PID控制,对改善系统的控制效果具有重要意义。该方法可以在线辨识与整定优化控制器参数,且具有结构简单、稳定可靠等优点。本篇论文以工程应用为目的,研究了基于在线辨识与优化的自适应PID控制算法。首先,介绍不同类型的自适应控制方法的原理和关系,并进行仿真研究。然后,介绍系统辨识常用模型及其基本的辨识方法,仿真比较发现粒子群优化算法辨识在工程中的可行性。故本文提出一种在线辨识的思想,选取符合要求的数据,辨识出不同负荷情况下,喷水量对主蒸汽温度的模型传递函数,得到模型参数与控制器参数的关系,并自动修改控制器参数,构成基于在线辨识与优化的自适应PID控制算法,仿真验证可行后。最后,利用Siemens SIMATIC S7-300 PLC实现本文的控制算法。
[Abstract]:With climate change, environmental problems become increasingly prominent, and the task of "returning a blue sky to a city" is becoming increasingly serious. In order to meet the goal of saving energy and reducing energy consumption, thermal process control in thermal power plants is becoming more and more demanding. In the face of increasingly complex control systems, how to achieve stable, accurate and fast control has become one of the hot research topics. On-line identification uses real-time data to update the model of the controlled object, so as to facilitate the control operation which is more in line with the field operation conditions. For many systems with time-varying, large delay and high coupling degree, simple PID can not fully meet the control quality requirements. Therefore, adaptive PID control is implemented through an object model based on real-time data. It is of great significance to improve the control effect of the system. This method can identify and adjust the controller parameters on line, and has the advantages of simple structure, stability and reliability. For the purpose of engineering application, an adaptive PID control algorithm based on online identification and optimization is studied in this paper. Firstly, the principle and relation of different adaptive control methods are introduced and simulated. Then, the common models of system identification and their basic identification methods are introduced. The simulation results show that particle swarm optimization algorithm is feasible in engineering. In this paper, an idea of on-line identification is proposed. The model transfer function of water injection amount to the main steam temperature is identified under different loads, and the relationship between the model parameters and the controller parameters is obtained by selecting the data in accordance with the requirements. The adaptive PID control algorithm based on on-line identification and optimization is constructed by modifying the controller parameters automatically. The simulation results show that the algorithm is feasible. Finally, Siemens SIMATIC S7-300 PLC is used to realize the control algorithm.
【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

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 韩璞;于浩;曹喜果;孙明;;基于经验整定公式的自适应PID控制算法研究[J];计算机仿真;2015年03期

2 韩璞;袁世通;;基于大数据和双量子粒子群算法的多变量系统辨识[J];中国电机工程学报;2014年32期

3 赵海森;杜中兰;刘晓芳;王庆;;基于递推最小二乘法与模型参考自适应法的鼠笼式异步电机转子电阻在线辨识方法[J];中国电机工程学报;2014年30期

4 袁世通;韩璞;孙明;;基于大数据的多变量系统建模方法研究[J];系统仿真学报;2014年07期

5 韩璞;袁世通;张金营;;超超临界锅炉主汽温控制系统的建模研究[J];计算机仿真;2013年12期

6 刘毅;金福江;高增梁;;时变过程在线辨识的即时递推核学习方法研究[J];自动化学报;2013年05期

7 董泽;丁方;桑士杰;;基于PSO算法的1000MW机组主汽温系统辨识[J];电力科学与工程;2012年12期

8 傅篱;;我国先进控制技术应用中的问题与对策[J];科技创业月刊;2011年16期

9 黄宇;韩璞;刘长良;李永玲;;改进量子粒子群算法及其在系统辨识中的应用[J];中国电机工程学报;2011年20期

10 韩璞;吕玲;张倩;董泽;;基于经验整定公式的热工系统控制器参数智能优化[J];华北电力大学学报(自然科学版);2010年05期

相关博士学位论文 前4条

1 袁世通;1000MW超超临界机组建模理论与方法的研究[D];华北电力大学;2015年

2 杨武;时变结构模态参数的时域辨识方法及在线辨识技术研究[D];北京理工大学;2015年

3 任燕燕;基于智能计算的非线性系统辨识算法研究及其应用[D];华北电力大学;2014年

4 王维博;粒子群优化算法研究及其应用[D];西南交通大学;2012年

相关硕士学位论文 前5条

1 陈林海;基于控制历史的自适应PID控制方法及其在热工过程中的应用[D];重庆大学;2013年

2 孔学森;模糊自适应PID对三容水箱液位控制的仿真与试验研究[D];燕山大学;2012年

3 张学燕;神经网络自适应PID控制器的研究与仿真[D];贵州大学;2008年

4 张磊;时滞系统的辨识与控制[D];北京化工大学;2007年

5 喻娅娅;控制系统在线闭环辨识与性能评价方法的研究[D];华北电力大学(河北);2005年



本文编号:2376172

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/2376172.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户f83e8***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com