遺傳算法在熱工過程辨識(shí)與控制中的應(yīng)用研究.pdf

1、對(duì)能源需求的日益增加促進(jìn)了電力工業(yè)的發(fā)展,各種大容量、高參數(shù)的火電機(jī)組不斷投產(chǎn),自動(dòng)化程度愈來愈高,對(duì)過程控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)也提出了更高的要求.掌握被控對(duì)象特性(即數(shù)學(xué)模型)是確定最佳控制參數(shù)、設(shè)計(jì)合理系統(tǒng)的基礎(chǔ).而建模后對(duì)復(fù)雜的控制系統(tǒng)用傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)分析法確定其合理性和調(diào)節(jié)品質(zhì)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足.因此,研究基于現(xiàn)代優(yōu)化技術(shù)的模型辨識(shí)方法和控制器參數(shù)整定技術(shù)對(duì)于提高火電機(jī)組的控制品質(zhì)有著重要的意義,也是機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行、提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的一項(xiàng)重要措施.

2、論文主要由三部分組成.第一部分對(duì)遺傳算法進(jìn)行了研究.針對(duì)傳統(tǒng)遺傳算法解決問題時(shí)普遍存在的早熟和局部收斂的問題,該文提出一種改進(jìn)的實(shí)數(shù)編碼自適應(yīng)遺傳算法,并驗(yàn)證了改進(jìn)算法的有效性.第二部分研究一種基于改進(jìn)遺傳算法的熱工過程辨識(shí)方法.首先闡述了基于遺傳算法的過程辨識(shí)原理.作為一種通用性較強(qiáng)的辨識(shí)方法,分析和仿真驗(yàn)證了當(dāng)測(cè)試信號(hào)為各種信號(hào)或測(cè)試信號(hào)含有噪聲時(shí)該文提出的算法的有效性.由于基于階躍響應(yīng)曲線擬合的系統(tǒng)辨識(shí)方法是以響應(yīng)曲線擬合程度為判

3、定準(zhǔn)則而進(jìn)行工作的,理論上一個(gè)系統(tǒng)存在無窮多個(gè)滿足擬合條件的對(duì)應(yīng)系統(tǒng)模型問題,該文對(duì)基于遺傳算法的這類辨識(shí)方法的可能性和可靠性進(jìn)行了分析,并得出肯定的結(jié)論,為此類系統(tǒng)辨識(shí)方法的工程應(yīng)用提供了依據(jù).根據(jù)熱工過程對(duì)象的特點(diǎn),分析了采用通用傳遞函數(shù)式進(jìn)行辨識(shí)時(shí)存在著各參數(shù)差異較大和參數(shù)失配的問題.根據(jù)熱工過程階躍響應(yīng)曲線的特點(diǎn),對(duì)熱工過程傳遞函數(shù)式進(jìn)行歸類和綜合,從而有效地克服了采用通用傳遞函數(shù)式進(jìn)行辨識(shí)時(shí)存在的問題,仿真結(jié)果表明該方法是有效

4、的.第三部分研究一種基于改進(jìn)遺傳算法的PID參數(shù)優(yōu)化方法.首先對(duì)PID參數(shù)的整定技術(shù)進(jìn)行了比較全面的綜述.在此基礎(chǔ)上,提出一種基于遺傳算法的PID參數(shù)優(yōu)化整定技術(shù).該方法直接利用遺傳算法的全局尋優(yōu)能力來得到被調(diào)量和調(diào)節(jié)量的線性二次全局最優(yōu),從而避免了常規(guī)的基于LQ最優(yōu)控制設(shè)計(jì)中求解繁瑣的Riccati方程的問題,因此更具有通用性.仿真研究結(jié)果顯示該方法是有效的.論文對(duì)遺傳算法的原理和各種算子進(jìn)行了定性的分析,改進(jìn)了傳統(tǒng)遺傳算法的策略,提