基于模糊径向函数的神经网络PID算法的水轮机调速系统设计.pdf

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1、《自动化与仪器仪表》2016年第9期(总第203期)基于模糊径向函数的神经网络PID算法的水轮机调速系统设计吕松哲(成阳职业技术学院师范学院陕西咸阳，712000)摘要：近年来，神经网络控制算法日益完善和健全，模糊控制技术也在不同领域均得到了广泛的运用，将这两种先进的技术运用到水轮机控制系统的设计过程中，能够有效提高系统的设计效率。本研究主要对基于模糊径向函数的神经网络PID控制系统设计进行了概述，分析了系统内的模糊化模块，并阐述了水轮机调速系统控制器设计，介绍了水轮机调速系统总体架构，并开展系统Ma

2、tlab仿真实验，以期进一步提升水轮机调速系统的整体性能，完善系统的鲁棒性及动态性，提高调速效果和质量。关键词：模糊径向基函数；神经网络；PID算法；水轮机调速系统中图分类号：TP273文献标识码：ADOI编码：10．14016／j．cnki．100l一9227．2016．09．033Abstract：Inrecentvears，theneuralnetworkeontrolalgonthmismore肌dmoreperfectandthefuzzycontroltechnologyind珊brent

3、fieldshavebeenwidelvused，thetwokindsofadvancedtechnologyappliedtothehydraulicturbinecontmlsystemdesignprocess，canef．fectivelvimpmvethedesignemciencvofthesvstem．ThisstudvmainlvsummarizesmethodsbasedonFuzzyRadialBasisFunctionNeuralNetworkf)IDcontrolsystem

4、desi朗，analyzesthesystemoffuzzymodular，andexpoundstheturbjnespeedcontr01sysle瑚desjgn，introducesthehvdmturbinegovemingsystemarchitecture，andtocarryoutthesvstemmatlabsimulationexperiments，inordertofhrtherenhancetheoverallped’o硼anceofthehydroturbinegoveming

5、system，improvethesystemrobustnessanddynamic，impmVethespeedandquality．Keywords：fuzzyradialbasisfunction；neuralnetwork；PIDalgorithm；hydraulicturbinespeedregulatingsystemO引言非线性是水轮机调速系统最显著的特征，该系统涵盖范围较广，包括电气、机械和水力等多方面的内容，一旦系统内的水轮转速或所承载的负荷超过限定的标准，就很可能导致参数发生改变

6、。在这种情况下，水轮机就无法正常的发挥调速功能，发电机组在工作状态下的功率输出也不到有效的保障，机组转速很可能与规定不符，必须要进行严格的控制。因此在模糊径向函数的神经网络POD算法基础上，开展水轮机调速系统的设计研究研究具有非常重要的意义，能够有效消除稳态误差现象的发生，增强系统的动态响应性，归纳优化出最优化的水轮机调速系统设计方案，为相关研究提供参考意见。1基于模糊径向函数的神经网络PID控制系统设计神经网络模型包括多种类型，其中运用率较高的一种就是BP(BackPropagation)神经网络，

7、该网络的算法特点为误差反向传播算法(ErrorBackPropagation)，简称为BP算法⋯。多种输入／出模式映射关系均存在于BP网络中，在进行学习的过程中借助梯度下降法的方式，在网络反向传播的作用下和影响下，能够实现对极限值、权值等数值的有效调控，大大降低了BP网络误差平方和。输出／人层、输出层是构成该网络模型的主要拓扑结构，基于模糊径向函数的神经网络PID控制系统框架图详见图l所示。图l基于模糊径向函数的神经网络PID控制系统框架图收稿日期：2016—03—28作者简介：吕松哲(1985一)，

8、女，汉，陕西咸阳人，硕士，讲师，主要研究方向为数学。基于模糊径向函数的神经网络PID控制系统的各部分结构介绍如下：(1)首先是PID控制器，其能够发挥闭环控制水轮机调节系统的作用；(2)其次为模糊化模块，该系统模块具有归一化、模糊化运算水轮机调节系统状态变量的功能、“；(3)最后为BP神经网络，该网络结合系统的工作状况能够实现对权系数的在线调控，使控制器的％、K，和群参数更加合理。系统肿控制器的算法如下：r“(矗)=M(七一1)+K，[e(南)一e(七一