基于遗传算法模糊技术的火电厂主汽温控制系统的研究

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1、太原理l一人学硕十研究生学俯论文基于遗传算法一模糊技术的火电厂主汽温控制系统的研究摘要在火力发电厂中，锅炉的主蒸汽温度控制系统的控制对象过热器是在高温、高压条件下工作的。锅炉出口的过热蒸汽温度是整个汽水行程中工质的最高温度，主蒸汽温度的稳定对机组的安全经济运行非常重要，所以对主汽温的控制有较高的要求。但是由于电厂主汽温是一个典型的具有大迟延、大惯性、非线性及时变性的复杂系统，利用经典控制理论对主汽温进行控制存在一些不足。本文在常规PID控制的基础上，采用遗传算法与模糊技术结合的PID控制策略。该策略采用基于改进遗传算法的改

2、进自适应模糊PID控制系统，从而实现对主汽温的有效控制。本文首先介绍了模糊控制技术的组成、结构、原理，并对目前现有的已提出的各种模糊PID控制器作了总结和阐述。选定一个大迟延、大惯性对象，用目前现有的各种CRI．I型模糊PID控制器和本文采用的改进自适应模糊PID控制器对选定对象进行了控制，并根据仿真结果作比较，来说明本文采用的模糊控制器的优越性；然后介绍了遗传算法的基础知识，并介绍了遗传算法的各种改进措施。通过求函数极大值进行仿真研究，来说明本文采用的改进的遗传算法的有效性；接着介绍了火电厂主蒸汽系统的工艺流程，以说明过

3、热器在锅炉中的布置。进而分析了影响汽温变化的种种因素以及汽温对象的特性，以说明目前广泛采用喷水减温作为控制汽温手段的原因，并且得到了对象的数学模型；最后把本文采用的改进自适应模糊PID控制器和改进的遗传算法结合起来，用改进的遗传算法对自适应模糊PID控制器的参数进行寻优。利用基于改进遗传算法的改进自适应模太原理J。大学硕士研究生学位论文糊PID控制器对主汽温控制系统进行设计，该设计为：将本文采用的基于改进遗传算法的改进自适应模糊P1D控制器用于主汽温温差控制系统的二级减温水控制系统，作为串级系统的主调节器。本文采用MATL

4、AB语言对二级减温水系统进行仿真分析，用基本的遗传算法和本文采用的改进遗传算法对模糊控制器的参数寻优，以说明改进遗传算法的有效性，同时得到控制系统的阶跃响应曲线。并通过改变被控对象的参数和系统受干扰情况下的仿真结果来说明本文采用的基于改进遗传算法的改进自适应模糊PID控制器对二级减温水控制的自适应性和抗扰性。仿真结果表明：本文所采用的基于遗传算法．模糊技术的PID控制系统具有较好的自适应能力，其控制品质和鲁棒性都明显优于常规的PID控制系统。即便是被控对象的参数发生较大的变化和系统有扰动的情况下，仍能保证系统良好的动、静态

5、特性。采用基于改进遗传算法的改进自适应模糊PID控制器的二级减温水系统的调节品质是较好的，再配以温差控制方案，将能对主汽温控制起到很好的作用。关键词：自适应，模糊控制，遗传算法，串级控制，PID，MATLAB，主汽温控制太原理f：人学硕十研究生学付论文THERESEARCHoFTHERMALPOWERPLANTMAINSTEAMTEMPERATURECoNTRoLSYSTEMBASEDoNGENETICALGoIUTHM—FUZZYTECHNoLoGYABSTRACTInthermalpowerplant，Superhea

6、tedsteamerofmainsteamcontrolsystemofboilerworkinhightemperatureandhJ}ghpressure．Superheatedsteamtemperatureishi【ghestplotinallsteamandwatersystem．Stabilityofmainsteamtemperatureisveryimportanttosecurityandeconomyofunitoperation．Therefore，Itisverystricttothecontrol

7、ofmainsteamtemperamre．Butbecausethemainsteamtemperatureobjectisatypicalbigdelays，biginertia，complexnonlinearsystemsofvarietymodelwithvaritytime，Ithassomeshortcomingtousingclassiccontroltheorytocontrolthemainstream．ThisarticleintheconventionalPIDcontrolfoundation，u

8、sesgeneticalgorithmandthefuzzytechnicalunionPIDcontrolstrategy．Thisstrategyusesimprovedself-adaptivefuzzyPIDcontrolsystembasedontheimprovedgeneticalgori