復(fù)雜熱工系統(tǒng)廣義非線性預(yù)測控制及在線優(yōu)化研究.pdf

1、火電廠熱工自動化是保障設(shè)備安全、提高機組經(jīng)濟性、減輕勞動強度及改善勞動條件的重要技術(shù)措施。火電生產(chǎn)過程本身是一個菲常復(fù)雜的控制系統(tǒng)，滯后、慣性、時變以及多變量特征，使其成為非線性系統(tǒng)建模與有效控制的困難所在。
　　 廣義預(yù)測控制作為一種對模型精度要求低、魯棒性強、能夠有效克服系統(tǒng)大滯后并易于實現(xiàn)計算機實時控制的算法，已經(jīng)成功應(yīng)用于一些工業(yè)過程控制中，并顯示出強大的生命力。對于火電機組復(fù)雜非線性熱工系統(tǒng)，研究其廣義預(yù)測控制及其在線

2、優(yōu)化算法，對智能電網(wǎng)的建設(shè)無疑具有一定的理論意義和應(yīng)用價值。因此，本文圍繞快速穩(wěn)定的在線優(yōu)化算法研究及其在非線性多步預(yù)測優(yōu)化控制中的應(yīng)用問題，開展了如下研究：
　　 1.在線優(yōu)化算法研究
　　 研究了幾種新型智能優(yōu)化算法：混沌優(yōu)化算法、粒子群優(yōu)化算法以及新型小世界優(yōu)化算法。為了解決現(xiàn)有小世界優(yōu)化算法存在由于編碼、解碼而造成的算法繁瑣和運行時間長等問題，在二進制和十進制編碼小世界優(yōu)化算法基礎(chǔ)上，提出了一種新的基于實數(shù)編碼的

3、小世界優(yōu)化算法。
　　 仿真分析表明，實數(shù)編碼小世界優(yōu)化算法比二進制編碼小世界算法、混沌優(yōu)化算法和粒子群優(yōu)化算法具有更高的搜索效率和精度，適宜于廣義預(yù)測控制的在線滾動優(yōu)化計算及求解。
　　 2.廣義預(yù)測控制在復(fù)雜非線性熱工系統(tǒng)中的應(yīng)用
　　 首先，針對單元機組非線性負(fù)荷系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化的控制問題，將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識、實數(shù)編碼小世界優(yōu)化算法和多目標(biāo)優(yōu)化預(yù)測控制思想有機結(jié)合，提出一種新型的非線性預(yù)測控制器。仿真結(jié)果表明

4、，在AGC負(fù)荷指令變化時，單元機組各變量得到了滿意的實時控制效果。
　　 然后，針對鍋爐過熱蒸汽溫度系統(tǒng)大遲延、大慣性和非線性特性，引入基于混沌遺傳算法的T-S模糊模型，并對其實施了非線性預(yù)測控制，應(yīng)用上述基于實數(shù)編碼的小世界優(yōu)化算法，仿真結(jié)果證明本文提出的廣義非線性預(yù)測控制在線滾動優(yōu)化算法在處理大滯后、非線性系統(tǒng)的優(yōu)越性。
　　 最后，考慮到實際工業(yè)過程系統(tǒng)總是受到各種軟硬約束的限制，對上述兩個控制系統(tǒng)分別加入執(zhí)行機構(gòu)