基于神经网络逆模型的过热汽温补偿控制研究.pdf

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1、第38卷第5期华北电力大学学报Vo1．38，No．52011年9月JournalofNoahChinaElectricPowerUniversitySep．，2011基于神经网络逆模型的过热汽温补偿控制研究马良玉，史振兴(华北电力大学控制与计算机工程学院，河北保定071003)摘要：为改善大型电站锅炉的过热汽温控制效果，提出一种基于人工神经网络扩展逆系统模型的过热汽温补偿控制方案。首先结合锅炉的结构和运行特性，分析影响过热汽温的主要因素，确定神经网络逆系统扩展模型的输入和输出参数。借助MATLAB神经网络工具箱建立过热汽温系统的动态逆过程模型(IDPM)，运用历史运行数据完成神经

2、网络模型的训练。以训练好的逆过程模型为基础，构建2个神经网络逆控制器，分剐作为过热器一、二级喷水减温系统原串级PID控制器的输出补偿环节，提供附加控制信号以改善汽温控制效果。上述方案在300MW燃煤机组全范围仿真系统进行详细的控制仿真试验，结果表明与原串级PID控制系统相比，增加神经网络逆控制器补偿环节后，过热汽温的控制品质得到显著改善。关键词：人工神经网络；逆过程模型；过热汽温控制；PID补偿中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1007—2691(2011)05—0070—06Studyonboilersuperheatedsteamtemperaturecompen

3、sationcontrolwithneuralnetworkinverseprocessmodelsMALiang—yu，SHIZhen—xing(SchoolofControlandCompnterEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstract：Inordertoimprovethecontrolefectofthesuperheatedsteamtemperatureforalarge-scaleboilerunit，thispaperpresentsacompensatio

4、ncontrolschemebasedonartificialneuralnetwork(ANN)extendedinverseprocessmod—els．Withdeepunderstandingoftheboilerstructureandoperatingcharacteristics，themaininfluencefactorsoftheSU—perheatedsteamtemperatureareanalyzed，andtheinputandoutputvariablesoftheneurMnetworkextendedinverseprocessmodelsfor

5、thesuperheatersystemaredetermined．TwoinverseprocessmodelsareestablishedwithMATLABneuralnetworktoolboxandtrainedwithenoughhistoricaloperatingdata．Toimprovethecontroleffectofthes~perhea—tedsteamtemperature，twoNNinversecontrollersareconstructedbasedonthetrainedmodelsandusedason—lineout—putcompen

6、satorsfortheoriginalcascadePIDcontrollersbyprovidingsupplementarysignals．Detailedsimulationtestsarecarriedoutonthefull—scopesimulatorforthegiven300MWpowergeneratingunit．ItisshownbytheteststhatthecontroleffectofthesuperheatedsteamtemperaturewithNNinversecompensationcontrollersaresignificantlyi

7、mprovedcomparedwithoriginalcascadePIDcontrolscheme．Keywords：neuralnetwork；inverseprodessmodel；superheatedsteamtemperaturecontrol；PIDcompensation．组的安全或经济性。实际运行中过热汽温的波动0引言必须限定在一定范围内(±5℃)，当负荷变动和受到其他参数影响时，控制系统要迅速地抑制汽过热蒸汽温度是电厂锅炉运行中需严格控制温偏差，使之回到设定值