恒壓供水系統(tǒng)中智能控制方式的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展和世界能源的緊張，工業(yè)和城市居民對供水質(zhì)量和供水可靠性的要求不斷提高，利用先進的自動化技術(shù)、控制技術(shù)，設(shè)計高性能、高節(jié)能、能適應(yīng)不同領(lǐng)域的供水系統(tǒng)成必然趨勢。
　　 本論文首先通過閱讀國內(nèi)外相關(guān)文獻，總結(jié)了國內(nèi)外變頻恒壓供水系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀以及控制理論在變頻恒壓供水控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，通過分析變頻供水系統(tǒng)的基本特性和變頻調(diào)速原理，闡述了水泵變頻運行的節(jié)能原理，分析不同壓力控制點的影響，確定采用用戶端恒壓控制方式

2、，提高供水可靠性，總結(jié)了供水系統(tǒng)的主要特點。
　　 其次，研究了現(xiàn)階段恒壓供水閉環(huán)控制的幾種方案，其中模糊自適應(yīng)PID控制器結(jié)合了模糊控制和PID控制各自的優(yōu)勢，對控制效果改善較為明顯。但是目前絕大部分的模糊自適應(yīng)PID控制器都是基于Z-N或其它工程整定方法整定出的PID初值，結(jié)合專家經(jīng)驗知識建立的模糊控制規(guī)則進行PID參數(shù)的在線自調(diào)整。而Z-N方法整定出的PID超調(diào)量大，調(diào)節(jié)時間長，專家知識建立的模糊控制規(guī)則，其主觀性強，性能

3、不一定最優(yōu)，且對模糊控制規(guī)則的調(diào)節(jié)復(fù)雜、煩瑣。因此，本文就這兩個方面對模糊自適應(yīng)PID控制器進行改進。文中詳細論述了遺傳算法的基本原理，并利用遺傳算法進行控制器初值的整定。仿真結(jié)果表明，利用遺傳算法對控制器初值進行整定后，超調(diào)量大大減小，調(diào)節(jié)時間縮短，系統(tǒng)較快進入穩(wěn)定。然后，利用整定出的這組性能較為優(yōu)良的控制器初值，結(jié)合專家知識建立的規(guī)則，進行了模糊自適應(yīng)PID控制器的初步設(shè)計，并進行了仿真。但是初步仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)利用專家技術(shù)工程知識建立

4、的模糊控制規(guī)則對本系統(tǒng)不是很合理，需要進行調(diào)整。鑒于147條模糊規(guī)則的調(diào)整是復(fù)雜而煩瑣的，而目前對這方面的研究還較少，且大多采用遺傳算法進行優(yōu)化，但遺傳算法在交叉運算中易產(chǎn)生大量不可行解，易破壞好的個體，使算法效率低下，因此本文提出采用禁忌搜索算法對模糊規(guī)則進行優(yōu)化。
　　 最后，詳細論述了禁忌搜索算法的基本原理及設(shè)計過程，對禁忌搜索算法優(yōu)化模糊規(guī)則的編程實現(xiàn)進行了詳細的說明。利用優(yōu)化前后的模糊自適應(yīng)PID和PID控制器對供水系