【摘要】：能源是人類生存和進(jìn)化的基礎(chǔ),工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生余熱的有效利用在當(dāng)前社會(huì)的能源利用中起著相當(dāng)重要的作用。有機(jī)朗肯循環(huán)(Organic Rankine Cycle,ORC)余熱發(fā)電技術(shù)主要以工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣、廢蒸汽為熱源,將其中的部分熱能轉(zhuǎn)化為電能。有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的工質(zhì)是低沸點(diǎn)的有機(jī)物,用來(lái)回收中低溫?zé)嵩吹难h(huán)系統(tǒng)。余熱利用既能實(shí)現(xiàn)能源回收利用,又有利于環(huán)境保護(hù),使得這一研究方向受到人們極大的關(guān)注。由于該系統(tǒng)具有非線性、多變量耦合等特性,使得傳統(tǒng)控制方法難以滿足控制要求,本文針對(duì)有機(jī)朗肯循環(huán)過(guò)程控制的優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)研究,具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的介紹。對(duì)系統(tǒng)的工藝機(jī)理,包括蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、冷凝器和工質(zhì)泵等進(jìn)行詳細(xì)分析。分別對(duì)各部件建立數(shù)學(xué)模型,并對(duì)非線性系統(tǒng)模型進(jìn)行線性化降階處理。結(jié)果表明,降階后的模型更利于進(jìn)行控制研究。(2)針對(duì)傳統(tǒng)PID控制不能很好的解決該系統(tǒng)在余熱發(fā)電過(guò)程中的多變量耦合的問(wèn)題,提出基于BP-PID的有機(jī)朗肯循環(huán)控制系統(tǒng)的方法。簡(jiǎn)要介紹了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)PID相結(jié)合的基本理論和特點(diǎn)。通過(guò)應(yīng)用建立的模型進(jìn)行仿真。結(jié)果表明,這種算法優(yōu)于傳統(tǒng)PID控制,縮短調(diào)節(jié)時(shí)間,降低了系統(tǒng)超調(diào)量。(3)為了克服BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在控制過(guò)程中收斂慢,易陷入局部最優(yōu)以及搜索時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題,提出了利用PSO算法對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和閾值進(jìn)行優(yōu)化的方法,建立了PSO算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。并在此基礎(chǔ)上,利用PSO-BP-PID控制器在系統(tǒng)中進(jìn)行優(yōu)化控制。仿真結(jié)果表明,本文采用的粒子群優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制使蒸發(fā)器出口溫度準(zhǔn)確,優(yōu)于傳統(tǒng)PID控制和BP-PID控制。不僅降低了系統(tǒng)超調(diào)量也提高了整個(gè)系統(tǒng)的功率。驗(yàn)證算法的優(yōu)越性和可行性。
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP273;TK115

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