自抗擾控制及其在超臨界機組過程控制中的應用研究
本文選題:自抗擾控制 + 人工蜂群算法; 參考:《華北電力大學》2017年碩士論文
【摘要】:自抗擾控制由于具有實現(xiàn)簡單以及良好的控制性能和穩(wěn)定性等特點,隨著研究的深入和發(fā)展,有望成為新一代主流工業(yè)控制器;隨著火電機組的容量越來越大,亟待引入新的控制器以改進控制效果。因此,將自抗擾控制引入到火電機組控制中,提升火電機組控制水平,有著重要的意義。首先介紹了自抗擾控制和參數(shù)尋優(yōu)等相關(guān)基礎(chǔ)理論。分別介紹了跟蹤微分器、擴張狀態(tài)觀測器以及非線性誤差函數(shù)的原理并給出了數(shù)學表達式。并隨后對自抗擾控制的參數(shù)整定方法進行了簡單介紹。其次,研究了人工蜂群算法的基本思想,針對算法的不足對人工蜂群算法進行了改進,并通過多種測試函數(shù)對改進的人工蜂群算法進行了測試;隨后將改進的人工蜂群算法應用于被控對象的數(shù)學建模以及自抗擾控制器的參數(shù)尋優(yōu)中;并在Matlab軟件平臺上分別編寫被控對像的辨識程序和和參數(shù)尋優(yōu)程序,成功的實現(xiàn)以辨識的傳遞函數(shù)為控制對象的自抗擾控制器,驗證了自抗擾控制器對超臨界機組熱工過程的控制效果,并且與串級PID控制方案進行了對比。最后,在超臨界機組仿真平臺(Panysimu平臺)上完成了自抗擾控制器的編寫和導入,并將控制參數(shù)輸入到自抗擾控制算法中,成功完成了對超臨界機組汽溫系統(tǒng)以及給水系統(tǒng)的控制實驗,隨后對比了自抗擾控制方案和串級PID控制方案的控制效果,驗證了自抗擾控制優(yōu)良的控制性能和可靠性,為自抗擾控制在超臨界機組熱工過程控制中的應用提供了一定的借鑒意義。
[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.
【學位授予單位】:華北電力大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2017
【分類號】:TP273;TM621
【參考文獻】
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,本文編號:1870303
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