船舶柴油发电机转速的BP-PID并行控制.pdf

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1、船电技术i控制技术船舶柴油发电机转速的BP．PID并行控制丁茂森张艳(上海海事大学物流工程学院，上海201306)摘要：针对船舶柴油发电机转速控制问题，结合BP神经网络对非线性系统的高拟合性与经典PID控制的优良性能，形成船舶柴油发电机转速BP．PID并行控制系统。控制系统中BP神经网络控制器与PID控制器相结合，经过神经网络控制器的不断训练学习，控制器获取船舶柴油发电机转速系统的模型，并逐渐地由BP神经网络控制器占主要控制作用，从而达到对系统的实时控制。仿真结果证明了该方法的可行性。关键字：船舶柴油发电机组转速控制BP神经网络PID控制中图分类号：TP271．4文献标识

2、码：A文章编号：1003—4862(2012)12—0015-04SpeedControlofMarineDieselEngineGeneratorBasedonBPNN．PIDDingMaosen，ZhangYan(LogisticsEngineeringCollege，ShanghaiMaritimeUniversity,Shanghai201306，China)Abstract：Aimedatspeedcontrolofmarinedieselenginegenerator,andcombinedwithBPneuralnetworkf0rnonlinearsyst

3、emsofthehighfitandtheadvantageofclassicalPIDcontrol,BPneuralnetworkandPIDparallelcontrolsystemisbuilt．UnderthecombinedcontrollersofBPNNandPIDcontrolsystem．amodel0fmarinedieselenginegeneratorisobtainedthroughcontinuoustrainingandlearningoftheBPNNcontroller,andtheBPNNCisgraduallyusedfo，main

4、control,andareal-timecontrolfothesystemisenabledSimulationresultsshowthatthemethodisfeasible．Keywords：marinedieselenginegeneratorset,"speedcontrol,"BPNN：PIDcontrol0引言和快速性方面的问题。针对PID控制器的不足，许多学者提出了基目前，船舶柴油发电机转速控制系统中仍然于PID的新的控制算法，如模糊PID控制、PID++采用经典PID反馈控制，并作为船舶发电机组的经网络控制、变结构控制算法等pJ，而这些算法主要控制

5、方式。在船舶电能的产生与运用过程中，在工程上应用还需要进一步的研究，才能应用于由于系统的大功率发电机组往往具有强耦合性、实践。如模糊PID虽然不依赖于模型，但对模型不确定性、时变性、非线性、信息不完整性和大规则的确定和优化是比较困难的；变结构体算法的纯滞后等特性⋯，柴油发电机组的控制采用PID的抖振问题至今仍然没有得到很好的解决【4l。规律很难再进一步提高电力系统的供电质量。随柴油发电机组具有一定的非线性特性，船舶着船舶发电机组向着大容量和全自动化方向发同步发电机是一个强耦合的非线性电磁系统，而展，迫切需要运用一些先进控制方法提高发电机BP神经网络对非线性系统具有强拟合性

6、。本文主控制质量【2]，以解决发电机组的稳定性、准确性要采用一种将经典的PID控制]与BP神经网络并行运行的的控制方法，通过BP神经网络在函数拟收稿日期：2012—04．01合与系统建模方面的高精度性，可以对船舶发电基金项目：上海市教委科研创新项目(12ZZ155)上海海事大学基金项目(20120103)机组转速控制系统进行很好的训练与学习，然后作者简介：丁茂森(1987一)，男，硕士。研究领域为复形成神经网络控制器，同时，PID控制器在BP网杂系统的优化与控制。络的基础上实现对系统的有效控制，通过调节柴15船电技术l控制技术油机机组转速值，维持电网的电网频率稳定。的方式

7、不同可以分为正辨识与逆辨识。下面将对神经网络原理，即用BP神经网络对执行器和柴油2BP网络与PID并行控制系统设计发电机所构成的广义被控对象进行正向离线辨2．1柴油发电机转速控制系统模型识，从而设计合适的控制系统辨识器。船舶电力系统中，同步发电机由柴油机驱动BP神经网络辨识的输入均为控制器在每一发出电功率，船舶柴油发电机的控制由转速控制个采样时刻的输出(，及船舶柴油发电机中柴和励磁控制两部分组成。柴油发电机组控制系统油原动机的输出角频率Y在每一采样时刻k的输的特性直接影响船舶电力系统的供电质量，其转出y(。BP神经网络的输出为