改进自适应遗传算法优化的船用增压锅炉上锅筒水位滑模控制方法

[目的]船用增压锅炉的上锅筒水位由于航行中负荷的频繁变化,难以获得理想的控制效果。为了保证上锅筒水位的稳定,对大负荷扰动下的上锅筒水位控制方法进行研究。提出一种基于改进自适应遗传算法优化的增压锅炉上锅筒水位滑模控制方法。[方法]将上锅筒水位偏差的速度和速度变化率引入S函数来设计滑模控制器,采用李雅普诺夫稳定性原理证明其稳定性。在此基础上,利用改进的自适应遗传算法优化滑模控制器。[结果]将改进的自适应遗传算法优化的增压锅炉上锅筒水位滑模控制方法与传统的PID控制方法进行了对比分析。在响应斜坡扰动信号和阶跃扰动信号时,改进自适应遗传算法优化的滑模控制器均能够无差跟踪输入信号,其稳定时间比PID缩短5 s,超调量也小于PID。[结论]仿真结果表明,改进自适应遗传算法优化的滑模控制方法具有更优的控制效果。

给水母管制机组给水控制策略及应用

为克服多炉并联母管制给水系统中锅炉汽包水位控制以及给水压力控制之间存在的耦合,将水位控制过程与给水压力控制过程解耦,采用锅炉上水调门调节汽包水位,变频给水泵调节给水母管压力的控制策略:水位控制中采用主调调节水位,副调调节流量的串级三冲量调节方式,及时响应外界的流量需求和修正汽包水位的内扰;给水母管压力控制中,通过被调量的灵活选择、控制器的变参数以及自平衡模块和偏置的应用,实现对给水压力的快速有效调节。经过试验验证,调节效果良好。

锅炉汽包水位智能控制算法研究与改进

锅炉作为工业生产中重要的动力来源,在国民经济发展中扮演着关键角色。本研究旨在解决锅炉汽包水位控制中的问题,通过分析动态特性,提出了一种基于改进遗传算法和PID控制的智能控制方法。通过优化PID参数,实现对汽包水位的智能控制。首先,分析了锅炉汽包水位控制系统的特性。然后,采用改进的遗传算法对PID控制器进行参数优化,以适应动态变化。最后,通过大量的仿真评估和对比分析,验证了该方法的有效性。实验结果表明,与传统PID控制相比,改进的遗传算法优化的智能控制器在提高控制精度和稳定性方面表现出明显优势。进一步的研究可以探索其他智能优化算法与PID控制的结合,以进一步提升锅炉汽包水位控制的性能和稳定性。

模糊自适应PID在汽包水位控制中的应用研究

针对传统PID控制算法在锅炉汽包水位控制中存在稳定性差、响应速度慢等问题,提出了一种基于模糊自适应PID的汽包水位控制方法,该方法通过引入模糊控制器对PID控制器进行优化,并利用模糊规则对模糊控制器进行调整,以提高控制器的响应速度和控制精度。实验仿真结果表明,提出的方法可以有效提高汽包水位控制的精度和速度,并具有较高的稳定性和鲁棒性,具有较好的应用前景。

汽包水位全程控制在工业锅炉中的应用

汽包水位全程控制在锅炉生产中起到了十分重要的作用,充分反映了锅炉蒸汽流量与给水量之间的关系,只有两者处于平衡状态,才能保证锅炉的安全,避免安全事故发生。文章以工业锅炉作为背景,介绍了汽包水位异常危害,以及汽包水位全程控制优势,明确了汽包水位全程控制在工业锅炉中的应用方式以及应用注意事项,对汽包水位全程控制应用方案进行了研究,目的是通过汽包水位全程控制,确保工业锅炉可安全、稳定运行,减少安全隐患,充分展现出汽包水位全程控制系统自身优势。

Water Level Deviation Analysis of Levels Between Two Sides of the Boiler Drum

It is always quite difficult to accurately measure boiler drum water level in power plant. Though the effect of false measurement of water level can be reduced with some devices, the effect of deviation of boiler drum water level to the monitoring and alarm system, even to the control of drum water level, and so on, cannot be surmounted. Because of these reasons, the accurate water level alarm signal cannot be provided and the water level control measures cannot be applied. In order to solve this problem, a water level deviation analysis method is presented for analyzing boiler drum water level. Based on the analysis of boiler drum water level related running parameters, the relational model of water level deviation under different working conditions and its parameters is constructed. By analyzing this model, the specific impacts of the main factors can be fixed. Thus the drum water level deviation can be reduced by adjusting running parameters without changing unit load. And then the measurement of drum water level can be more accurate only if power plants have accurate measuring devices. Therefore, the boiler drum water level can be more accurately monitored and controlled. So, this innovation is important in ensuring the safe running of power plant.

基于多种相关分析的汽包水位波动因素及控制优化

锅炉汽包水位的调整直接关系到整个机组的运行安全,由于其具有多变性、非线性以及强耦合等特性,使得汽包水位的优化调整成为众多学者和研究人员不断关注的重点。针对某300 MW热电联产机组汽包水位波动大的问题,通过分析汽包水位控制系统工艺流程,明确影响汽包水位调节的各个因素,包括机组功率、汽轮机调门开度、给水流量、供热抽汽流量、一、二级过热器减温水流量、再热器减温水流量,采用机理分析法得出过热蒸汽流量qhs与汽机侧主蒸汽流量qms之间的关系方程,初步判断影响汽包水位波动的关键因素为过热器减温水流量qsh;其次提出基于惯性滤波器分解的多尺度相关分析方法,将汽包水位按相对频率大小分解为低频、中频、高频三个尺度,再计算不同尺度信号的相关系数,最终判断出汽包水位与过热器减温水流量具有强相关性。通过机理分析法和多尺度相关分析法得到的结果相互印证,进而得出过热器减温水流量qsh是汽包水位波动主要影响因素。最后,以该热电联产机组为应用平台,根据分析出的关键影响因素设计并优化原有控制逻辑,优化后汽包水位波动量小于±15 mm,相较于优化前波动幅度减小70%,极大改善了汽包水位控制系统的调节品质,优化效果证明采用的方法对现场信号的波动分析和控制优化具有实际意义,也为同类型机组汽包水位的优化调整提供借鉴。

基于灰狼优化算法的自抗扰控制在汽包水位中的应用

针对余热锅炉汽包水位控制系统具有非线性、大滞后、强干扰、大惯性等特点,采用自抗扰(ADRC)控制器来改善其控制效果,提高汽包水位控制系统的控制精度及鲁棒性。针对控制器参数过多,引入灰狼算法(GWO)对控制器参数进行整定。利用SIMULINK构建汽包水位控制系统,用灰狼算法调节ADRC-PI控制器与PID-PI控制器参数,对比不同控制器对汽包水位控制的效果。结果表明:GWO-ADRC-PI控制效果具有超调量小、鲁棒性强和抗干扰能力强等优点。

基于DeltaV系统的PID控制算法的实时性能优化

以DeltaV系统中的比例积分微分(Proportional-Integral-Derivative,PID)控制算法为研究对象,以锅炉汽包液位调节为例,针对当前算法的实时性能进行评估与改进。提出了一种改进方法,包括参数优化和控制策略调整。通过提高控制器的响应速度和精度,旨在更好地满足锅炉汽包液位调节的实时要求。实验结果表明,改进后的PID控制算法在锅炉汽包液位调节中具有更好的实时性能,能够更准确地控制液位,提高系统的稳定性和可靠性。

自抗扰控制器串级三冲量汽包水位控制系统

针对锅炉汽包水位控制的特点,提出了基于自抗扰控制器的汽包水位系统,该控制系统采用三冲量串级加前馈控制,其中串级的内环采用PID控制,而外环则采用带前馈补偿的自抗扰控制器,自抗扰控制器由跟踪微分器、扩张状态观测器及非线性状态误差反馈控制律3个环节组成。仿真结果表明,提出的控制方案同常规PID控制方案相比,具有更好的控制品质和更强的鲁棒性。

基于模糊PID的工业锅炉汽包水位控制系统的仿真研究

目前,汽包水位的控制大多采用常规PID控制方式,由于其控制参数是固定不变的,其控制效果往往难以满足要求,造成系统不稳定甚至失控。在对MATLAB软件及其工具箱进行介绍的基础上,通过SIMULINK对汽包水位的模糊PID控制系统进行仿真分析。研究表明,基于模糊控制策略锅炉汽包水位控制系统,过渡过程时间较短,超调量小,系统抗干扰能力强,能很好地克服蒸汽流量扰动对汽包水位的影响,从而改善了被控过程的动态、稳态性能,控制效果优于常规的PID控制。具有很好的应用前景。

华能日照电厂1号、2号机组AGC控制功能优化研究

针对华能日照电厂一期2×350 MW机组控制系统存在的负荷响应速度慢,无法满足电网自动发电控制（AGC）功能要求等问题,对机组协调控制、过热蒸汽温度、一次风压力、磨煤机一次风量等相关控制逻辑进行了优化,并对相关控制系统调节器参数进行了整定,广泛使用变结构、变参数控制,提高了机组控制系统的控制品质。1号、2号机组在投入协调控制方式后,分别进行了变负荷速率、变负荷范围的试验,以及AGC考核试验。结果表明,优化后的协调控制系统各项控制指标能够满足电网AGC功能的要求,机组负荷变化范围为175~350 MW,负荷变化率达到4.5 MW/min,机组主要参数满足运行要求。

新型工业锅炉控制器的研制

针对工业锅炉的现状及存在的问题,通过对各种控制方案进行比较,介绍了一种经济实用的工业锅炉模糊控制器。对控制器的组成和特点、汽包水位的测量和转换作了详细的描述。该控制器能针对汽包水位的不同状态和不同外界条件进行控制,大大提高了系统的抗干扰能力,控制效果良好,保障了锅炉的稳定运行。这套装置具备成本低、抗干扰能力强、控制性能好等特点,且控制系统硬、软件维护简单方便,适用于工业控制现场,有着广阔的应用前景。

基于模糊PID的模型参考自适应IMC汽包水位控制

针对发电厂锅炉汽包水位具有非线性特性、存在虚假水位,且运行过程中控制系统超调量大、响应速度慢、抗干扰能力差等问题,提出了一种基于模糊推理的模型参考自适应内模控制(IMC)方法。将模糊控制方法和IMC方法相结合,采用相消法设计IMC器,根据参考模型输出与实际被控对象输出的偏差e及其变化率ec在线模糊调节PID参数。通过Simulink对基于模糊PID的模型参考自适应IMC的汽包水位控制系统进行仿真验证,并与IMC-PID的汽包水位控制系统进行对比。结果表明,基于模糊PID的模型参考自适应IMC方法自适应能力更强,抗干扰能力和鲁棒性更好,能够更好地保证水位的稳定。

基于径向基函数神经网络动态补偿的船用增压锅炉汽包水位多模型预测控制

针对船用增压锅炉大范围变工况的运行特点,采用典型工况下的固定模型与径向基函数神经网络相结合建立了汽包水位的多模型集。应用状态空间的预测控制算法,设计了预测控制器与神经网络补偿控制器相结合的汽包水位多模型控制器。该方法充分考虑了单一固定模型不能适应全局大范围工况变化的特点。仿真结果表明,所设计的控制器实现了汽包水位的稳定控制,提高了系统的响应性能,解决了大范围变工况的控制难题。

300MW机组锅炉给水自动控制系统分析与改进

结合丰城电厂 4× 3 0 0 MW机组 ,对原有的锅炉给水控制系统及汽包水位测量、运行方式、参数整定等的工作原理进行了分析 ,并结合现场实际情况 ,对汽包水位参数的测量、运行方式的切换以及系统参数的调整进行了改进 。

锅炉汽包虚假水位特性研究

锅炉汽包在变工况运行时往往产生严重的"虚假水位"现象。对汽包、下降管、水冷壁内汽水工质循环过程进行合理简化,依据物质及能量守恒定律,建立以微分方程形式描述的汽包水位动态模型。将锅炉实际运行数据引入模型,观察模型输出水位与实际水位变化:锅炉稳态时,仅考虑给水流量与蒸汽流量平衡,模型即能够反映汽包水位变化;锅炉运行状态发生剧烈变化时,模型只有引入锅炉热量信号和汽包压力信号修正后,才能够反映汽包水位变化。以实际数据验证了"虚假水位"主要是受锅炉燃烧状态及汽包压力变化影响的结论。

基于IMC的锅炉汽包水位控制系统仿真研究

分析了锅炉汽包水位变化的特点和内模控制(IMC)的特点,提出了基于IMC的汽包水位三冲量串级控制系统。该控制系统将蒸汽流量作为前馈信号,内环采用PID控制器,以克服给水流量、给水压力对汽包水位控制的干扰;外环采用IMC控制器,以克服蒸汽流量的干扰,并维持汽包水位恒定。将基于IMC汽包水位控制系统仿真结果与PID-PID汽包水位控制系统进行了对比,结果表明基于IMC汽包水位控制策略较PID-PID汽包水位控制策略响应更快速,稳态性能更好,具有良好的鲁棒性和抗干扰能力,同时验证了基于IMC的汽包水位三冲量串级控制系统的有效性。

锅炉汽包水位控制系统的研究

锅炉汽包水位是一种非线性、时变大、强耦合的多变量系统。在建立了锅炉汽包水位调节对象的数学模型的基础上,利用模糊控制理论设计锅炉水位控制系统,运用模糊控制与PID控制分别对汽包水位进行控制。介绍了控制器的设计和仿真分析,并应用MATLAB软件对汽包水位控制系统进行验证和仿真,给出了模糊控制方法与传统方法的比较结果,表明了模糊控制明显地改善了汽包水位控制系统的静、动态特性,从而实现了对锅炉汽包水位的最佳实时控制。

锅炉汽包水位控制策略的现状分析

概述了汽包水位经典三冲量控制方案及其特点,对现行先进汽包水位控制策略作了详细地分析,同时对汽包水位控制策略进行了总结,为开发锅炉汽包水位先进控制策略奠定了有意义的基础。