基于单神经元自适应PID的汽轮机转速控制与仿真.pdf

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1、第55卷第2期汽轮机技术VoI．55No．22013年4月TURBINETECHNOLOCYApr．2013基于单神经元自适应PID的汽轮机转速控制与仿真李铜桥(海军驻哈尔滨汽轮机厂有限责任公司军事代表室，哈尔滨150046)摘要：常规的汽轮机转速PID控制器参数整定困难，控制效果难以满足船用汽轮机控制需求。改进了基于单神经元的自适应PID控制器，提出了根据偏差按指数规律调整的比例系数调整策略，将其应用到汽轮机转速控制中，仿真试验表明，该方法与传统的PID控制相比，具有超调小、响应快、自适应性强等优点，明显改善了汽轮机调速系统的控制品质。关键词：汽轮机；数宇电液控制系

2、统；单神经元PID控制分类号：TK321文献标识码：A文章编号：1001-5884(2013)02-0139-02SimulationofTurbineSpeedContro1SystemBasedonSingleNeuronSelf-adaptivePIDControllerLITong-qiao(RepresenttheRoomofChinesePeople’SArmyNavyinHarbinTurbineCompanyLimited，Harbin150046，China)Abstract：SincetheclassicalPIDcontrollercan1bee

3、asilyadjusted，otherwise，itcan1meetthecontroldemandofthemarinesteamturbine，animprovedsingleneuronadaptivePIDcontrolstrategy，whichadoptedtheproportionalcoeficientKexponentiallyaccordingtothedeviation，waspresented．ThesimulationresultsshowthatthesteamturbineDEHcontrolcontrolsystembasedonimp

4、rovedsingleneuronadaptivePIDcontroller，whichhasfasterresponsespeed，shorterregulatetimeandsmalleroscillation，improvethedynamicperformancedistinctly．Keywords：steamturbine；DEHcontrolsystem；singleneuronPIDcontrol单神经元自适应PID控制器具有自学习和自适应能力，0前言结构简单，可以在线调整控制参数，能够很好地适应环境变化，具有较强的鲁棒性HJ。本文研究了基于单神经元自

5、适应汽轮机是船舶动力装置中的重要设备，其控制性能的好PID船用汽轮机转速控制器，仿真结果表明，该方法与传统坏直接影响船舶的机动性和安全性。目前，汽轮机转速控的PID控制和模糊自整定PID控制相比，具有超调小、响应制中应用最广泛的仍是传统的PID控制，主要是由于其结构快、自适应能力强等优点，明显改善了汽轮机调速系统的控简单，容易实现。但传统PID控制参数整定困难，自适应能制品质。力差，当系统遭受较大扰动后，难以保持良好的控制性能，易产生较大超调、振荡，甚至失稳，难以满足控制需求。1汽轮机转速控制模型近些年来，随着汽轮机数字电液控制系统(DEH)的发展，复杂的控制算法的应

6、用成为可能。文献提出用遗传算数字电液控制系统(DEH)由控制器、电液转换器、油动法对汽轮机调速系统中的参数进行估计，但遗传算法计算量机、蒸汽容积、转子、功率反馈、转速反馈等环节构成。某汽大，难以实现在线参数校正。文献研究了汽轮机转速模糊轮机数字电液控制系统(DEH)的控制模型如图1所示。PID控制系统，但模糊规则难以准确确定，效果难以达到全系统中的传递函数及参数如下：局最优。频差放大：图1汽轮机DEH系统控制传递函数框图收稿日期：2013-01-09作者简介：李铜桥(1965．)，男，高级工程师，主要从事动力设备监造。140汽轮机技术第55卷看出，权系数W(k)(其中

7、，i=1，2，3)分别相当于增量式PIDK：中的积分系数k、比例系数k。、微分系数k，但增量式PID控伺服容积：制式中的k、k、k是预先确定不变的，而单神经元控制器中的权系数可以进行自适应调整。G)：每，3，神经元的自适应功能是通过改变权系数W(k)来实现蒸汽容积：的，学习规则就是动态调整权系数(k)的算法，是神经元控制器的核心。常见的学习规则有无监督Hebb学习规则、有Gz㈤(s)=奇，=÷亍，=÷寺，监督Delta学习规则、有监督Hebb学习规则等。有监督的转子：Hebb学习规则是相当于将无规则的Hebb学习规则和有监G]㈤=专，_1督的Delt