目前水電站的裝機(jī)容量日益擴(kuò)大化,電站的安全穩(wěn)定運行也成為技術(shù)人員首要關(guān)注的問題,因此對水輪機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行有效的辨識與控制顯得尤其重要。針對常規(guī)PID控制,將滑模控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、滑�？刂�、遺傳算法等智能控制理論引入水輪機(jī)控制系統(tǒng)中。本文的主要工作如下:（1）針對水輪機(jī)控制系統(tǒng)的復(fù)雜性、時變性,研究了非線性自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對水輪機(jī)控制系統(tǒng)的整體辨識。首先,針對大量缺失、異常、不完整的數(shù)據(jù),通過導(dǎo)入MySQL數(shù)據(jù)庫,用Python語言對其進(jìn)行預(yù)處理,提高了辨識數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性;其次,針對動態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,權(quán)值較多等問題,采用改進(jìn)的L-M算法,加快了網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的速度;最后,將其與BP、RBF等靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識進(jìn)行了對比,結(jié)果表明,動態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識精度高,泛化性能好。（2）針對中高水頭環(huán)境下,傳統(tǒng)的PID控制并不能自適應(yīng)調(diào)整PID控制參數(shù)問題,研究了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)PID控制算法。首先,將神經(jīng)PID與傳統(tǒng)PID控制進(jìn)行了對比,說明了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)能力強(qiáng)特點;其次,采用Fuzzy和PID分別控制以及Fuzzy-PID復(fù)合控制,驗證了模糊控制具有很好的推理能力,但控制精度較低;結(jié)合幾種算法優(yōu)缺點,... 

【文章來源】：湖北工業(yè)大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

各章關(guān)系結(jié)構(gòu)圖

其中，統(tǒng)計建模是指給被控對象一個激勵信號，對輸入的數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)運用一定的辨識算法，從而可以辨識出系統(tǒng)的模型或者形參；機(jī)理建模是據(jù)系統(tǒng)的內(nèi)部屬性，運用物理學(xué)、力學(xué)轉(zhuǎn)化成可用數(shù)學(xué)表達(dá)的理論知識，繼而導(dǎo)出該系統(tǒng)的模型。從下節(jié)開始，本文將逐步分析系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)特征，合先驗知識搭建水輪機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。

根據(jù)輸入輸出關(guān)系，對控制系統(tǒng)進(jìn)行整體辨識。圖 2.3 水輪機(jī)系統(tǒng)仿真框圖2.3.1 BP 網(wǎng)絡(luò)辨識網(wǎng)絡(luò)中隱含層節(jié)點數(shù)的確定是一個難點。如果隱含層數(shù)過多，網(wǎng)絡(luò)的處理能力也相應(yīng)變強(qiáng)，但伴隨著訓(xùn)練時間和所需訓(xùn)練樣本變得復(fù)雜�？捎山�(jīng)驗公式( m + n )+ a > L或根據(jù)輸入節(jié)點的 1.2 至 1.5 倍選擇節(jié)點數(shù)。本文對于水輪機(jī)控制系統(tǒng)在節(jié)點數(shù)設(shè)置為 25，迭代次數(shù)設(shè)置為 500，訓(xùn)練目標(biāo)設(shè)置為 0.001。為了方便，本文只選取該網(wǎng)絡(luò)的辨識誤差仿真圖。對 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計和訓(xùn)練，BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)頻率上擾 10%時，水輪機(jī)控制系統(tǒng)經(jīng)過 250 次訓(xùn)練后滿足要求。圖 2.4 頻率上擾 10%變化時 BP 網(wǎng)絡(luò)辨誤差

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于滑�？刂频母袘�(yīng)耦合電能傳輸系統(tǒng)輸出電壓控制研究[J]. 羅博,陳麗華,李勇,麥瑞坤.  電工技術(shù)學(xué)報. 2017(23)
[2]基于混沌粒子群算法的水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)辨識及建模試驗[J]. 馮雁敏,王湛,張雪源,張恩博,劉春林.  長江科學(xué)院院報. 2016(08)
[3]水輪機(jī)水門、勵磁與電氣制動系統(tǒng)非線性綜合控制[J]. 李嘯驄,鄭濤,梁志堅,徐俊華.  電力自動化設(shè)備. 2016(07)
[4]軸流式水輪機(jī)葉片幾何參數(shù)對水輪機(jī)運行范圍的影響[J]. 趙亞萍,廖偉麗,阮輝,李志華,羅興锜.  水力發(fā)電學(xué)報. 2014(05)
[5]混流式水輪機(jī)尾水管近壁湍流特性和流場結(jié)構(gòu)研究[J]. 郭濤,張立翔.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2014(09)
[6]水輪機(jī)三種調(diào)節(jié)模式穩(wěn)定性比較研究[J]. 郭文成,楊建東,楊威嘉.  水力發(fā)電學(xué)報. 2014(04)
[7]抽水蓄能電站上游調(diào)壓室設(shè)置條件的探討[J]. 郭文成,楊建東,楊威嘉,單新健.  水力發(fā)電學(xué)報. 2014(04)
[8]水輪發(fā)電機(jī)組勵磁與水門協(xié)調(diào)控制設(shè)計[J]. 汪旎,劉輝,陳武暉,孫欣.  電工技術(shù)學(xué)報. 2013(07)
[9]基于外部存檔的并行遺傳算法在水輪機(jī)調(diào)速器參數(shù)優(yōu)化中的應(yīng)用[J]. 唐正茂,馬士虎,解德.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2012(28)
[10]神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊PID在水輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 王華強(qiáng),石亞娟,王健波.  合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2012(09)

博士論文
[1]水輪發(fā)電機(jī)及其調(diào)速系統(tǒng)的參數(shù)辨識方法與控制策略研究[D]. 寇攀高.華中科技大學(xué) 2012
[2]水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制策略及模型辨識方法研究[D]. 王淑青.華中科技大學(xué) 2006
[3]梯級引水式電站機(jī)組控制系統(tǒng)優(yōu)化研究[D]. 張江濱.西安理工大學(xué) 2006
[4]水力機(jī)組非線性控制策略及其工程應(yīng)用研究[D]. 方紅慶.河海大學(xué) 2005

碩士論文
[1]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制的水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)研究[D]. 邢鵬飛.華北水利水電大學(xué) 2017



本文編號：2978737