【摘要】：能源是人類生存和進化的基礎,工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生余熱的有效利用在當前社會的能源利用中起著相當重要的作用。有機朗肯循環(huán)(Organic Rankine Cycle,ORC)余熱發(fā)電技術主要以工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煙氣、廢蒸汽為熱源,將其中的部分熱能轉化為電能。有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的工質是低沸點的有機物,用來回收中低溫熱源的循環(huán)系統(tǒng)。余熱利用既能實現(xiàn)能源回收利用,又有利于環(huán)境保護,使得這一研究方向受到人們極大的關注。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,本文針對有機朗肯循環(huán)過程控制的優(yōu)化問題進行了詳細研究,具體研究內容如下:(1)有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的介紹。對系統(tǒng)的工藝機理,包括蒸發(fā)器、膨脹機、冷凝器和工質泵等進行詳細分析。分別對各部件建立數(shù)學模型,并對非線性系統(tǒng)模型進行線性化降階處理。結果表明,降階后的模型更利于進行控制研究。(2)針對傳統(tǒng)PID控制不能很好的解決該系統(tǒng)在余熱發(fā)電過程中的多變量耦合的問題,提出基于BP-PID的有機朗肯循環(huán)控制系統(tǒng)的方法。簡要介紹了神經(jīng)網(wǎng)絡與傳統(tǒng)PID相結合的基本理論和特點。通過應用建立的模型進行仿真。結果表明,這種算法優(yōu)于傳統(tǒng)PID控制,縮短調節(jié)時間,降低了系統(tǒng)超調量。(3)為了克服BP神經(jīng)網(wǎng)絡在控制過程中收斂慢,易陷入局部最優(yōu)以及搜索時間長等問題,提出了利用PSO算法對BP神經(jīng)網(wǎng)絡權值和閾值進行優(yōu)化的方法,建立了PSO算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型。并在此基礎上,利用PSO-BP-PID控制器在系統(tǒng)中進行優(yōu)化控制。仿真結果表明,本文采用的粒子群優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制使蒸發(fā)器出口溫度準確,優(yōu)于傳統(tǒng)PID控制和BP-PID控制。不僅降低了系統(tǒng)超調量也提高了整個系統(tǒng)的功率。驗證算法的優(yōu)越性和可行性。
【學位授予單位】：天津理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP273;TK115

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