基于遺傳算法的高壓最小流量閥PID自適應(yīng)控制研究.pdf

1、高壓最小流量閥是用于極端工況的特殊閥門，也是在300MW、600MW及1000MW機(jī)組中廣泛使用的關(guān)鍵設(shè)備。由于高壓最小流量閥前后壓差高，是一個(gè)時(shí)滯且存在時(shí)變的系統(tǒng)，控制精度要求高，采用傳統(tǒng)固定 PID控制器往往不能滿足用戶的需求，基于遺傳算法的高壓最小流量閥 PID自適應(yīng)控制器正是應(yīng)這樣的要求而產(chǎn)生和發(fā)展的。本文根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)了基于遺傳算法的高壓最小流量閥PID自適應(yīng)控制器，并實(shí)現(xiàn)了連續(xù)優(yōu)化 PID參數(shù)的遺傳算法的設(shè)計(jì)。它摒棄了傳統(tǒng)

2、的機(jī)械及氣動(dòng)噴嘴擋板機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié) PID參數(shù)的調(diào)整機(jī)構(gòu)，模擬生物在自然環(huán)境中遺傳和進(jìn)化的進(jìn)程而形成的一種自適應(yīng)全局優(yōu)化概率搜索算法，定量計(jì)算和定性分析相結(jié)合，優(yōu)化的參數(shù)預(yù)判以及各種應(yīng)急措施的知識(shí)庫(kù)保證了系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定。
　　首先，本論文介紹了高壓最小流量閥PID控制器國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀及發(fā)展歷史，根據(jù)最小流量閥控制系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)，深入分析了最小流量閥控制系統(tǒng)時(shí)變的原因，并以西門子和ABB定位器為例，說(shuō)明了目前常用的控制器的硬件及軟件，

3、提出了基于遺傳算法的自適應(yīng)控制器的組成和連續(xù)優(yōu)化 PID參數(shù)的工作原理，完成了參數(shù)辨識(shí)機(jī)構(gòu)模型建立、新型控制器硬件及軟件系統(tǒng)的的構(gòu)建和設(shè)置。對(duì)優(yōu)化后的參數(shù)，經(jīng)過(guò)知識(shí)庫(kù)計(jì)算判斷是否超過(guò)用戶的需求，確定使用與否；在知識(shí)庫(kù)中對(duì)系統(tǒng)的一些應(yīng)急特殊事件提供一些預(yù)案，設(shè)置相應(yīng)的輸出，達(dá)到安全連鎖的目的。
　　同時(shí),本文研究了H2控制器解析法的算法和遺傳算法參數(shù)優(yōu)化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，提出了解析法和遺傳算法結(jié)合的自適應(yīng)控制器優(yōu)化的方法，一方面保證了系統(tǒng)

4、的穩(wěn)定性，另一方面也減小了遺傳算法的搜索范圍，提高搜索精度。針對(duì)高壓最小流量閥控制系統(tǒng)靜態(tài)是穩(wěn)定的，但熱態(tài)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，常常會(huì)出現(xiàn)振蕩，通過(guò)模型參數(shù)的攝動(dòng)，運(yùn)用MATLAB仿真軟件，經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，與Ziegler-Nichols法和響應(yīng)曲線法得到的PID參數(shù)仿真比較表明,遺傳算法的優(yōu)化后的PID參數(shù)具有更好的魯棒性和自尋優(yōu)的特性，即使被控對(duì)象的時(shí)間常數(shù)、延時(shí)和靜態(tài)增益同時(shí)變化后，自適應(yīng)控制器均能保證良好的控制響應(yīng)，超調(diào)量小，具有較強(qiáng)的魯