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《热力系统串级控制pid参数优化研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、系统仿真学报Vol.17No.81848JOURNALOFSYSTEMSIMULATIONAug.2005热力系统串级控制PID参数优化研究张立群李东海唐多元薛亚丽(清华大学热能工程系热能动力仿真与控制研究所,北京100084)摘要提出一种稳定域约束的串级PID控制器的参数优化方法首先根据广义H_B定理得到串级PID控制器参数的稳定域约束条件然后利用遗传寻优算法获得ITAE性能指标最优的串级PID控制器参数最后通过对锅炉过热汽温和火电厂主汽压力的串级控制系统的研究表明该方法有效且易于实现设定值跟踪和扰动
2、响应曲线输出平缓超调量小调节时间短关键词串级控制PID控制器过热汽温主汽压力文章编号1004-731X(2005)08-1848-03中图分类号TM32文献标识码AOptimumCascadePIDControllersforThermalSystemZHANGLi-qun,LIDong-hai,TANGDuo-yuan,XUEYa-li(DepartmentofThermalEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)AbstractAnopt
3、imalcascadePIDcontrollerbasedonrestrictionsofstableregionwasresearched.ThestablerestrictionsofcascadePIDcontrollerwereobtainedbygeneralizedHermite-Biehlertheorem.ThroughtheGeneticAlgorithm,cascadePIDcontrollerwithoptimalITAEcriterionwasfound.Theresearche
4、sofsuperheatedsteamtemperatureandmainsteampressureshowthatthismethodissimpleandvalid,andtheresponsesoftracksetanddisturbancesaresmoothwithsmallovershootandshorttuningtime.Keywords:cascadecontrol;PIDcontroller;superheatedsteamtemperature;mainsteampressure
5、计方法分别应用到锅炉过热汽温和电厂主汽压力的串级控引言制系统中仿真结果证实了其有效性针对大延迟大惯性被控对象当存在对被调量影响很1基于闭环稳定约束的串级PID控制系统快的扰动时采用简单闭环控制系统往往会出现较大的动态[1]的设计方法偏差串级控制系统中含有主副调节器以及两个闭合回路特别地副调节器能够快速及时地消除内回路扰动的影1.1最优串级控制系统简述响同时副回路的作用又相当于改善了调节对象的动态特本文研究的串级控制系统的结构方框图如图1其中性因此串级控制常常能够有效地限制被调量的动态偏差从G1(s)和G
6、2(s)分别为副主控制对象的传递函数即G1(s)G2(s)而达到良好的性能在工业过程控制中经常采用串级控制策略为控制对象的传递函数K1(s)和K2(s)分别为副主PID控[2]串级控制由Franks和Workey首次提出近年来随着制器的传递函数串级控制的研究不断深入出现多种串级控制的设计方法dre+[2-3]但是以往讨论的方法都是主副控制回路分开设计+++yK(s)K(s)G(s)G(s)2112首先设计副PID控制参数然后在内回路确定的基础上设计--主PID控制器如此设计主副PID控制器并非是严格意义
7、上的最优串级PID控制器在控制系统中最优串级PID图1串级控制系统图控制器应当获得更好的控制效果如何简单有效地获得串级PID控制器参数的最优组合需要进一步研究副被控对象G1(s)通常是低阶对象不需要微分控制作本文基于串级PID控制器参数稳定约束设计内外用因此副控制器K1(s)常选用PI或P控制器主控制器PID控制器的最优组合首先以广义H_B定理为基础得K2(s)一般是PI或PID控制器例如文[10]的过热汽温串级到控制器参数稳定约束条件然后以ITAE指标为目标函数控制系统为PID-P型文[11]的主汽压
8、力串级控制系统为运用遗传算法寻找串级PID控制器参数的最优组合将该设PI-PI型~设{K1(s)}为使内环稳定的副控制器集合对于K1(s)~~收稿日期2004-04-28修回日期2005-04-21{K1(s)},外环控制的广义对象G(s)为基金项目国家自然科学基金资助项目50376029作者简介张立群(1976-),女,河北人,硕士生,研究方向为热力系统PID优化李东海(1962-),男,山西人,副教授,研究方向为热力系统优化及仿真万方数
