粒子群优化算法在热工系统中的应用研究

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1、华北电力大学硕士学位论文摘要摘要控制器参数的优化直接影响热工系统的控制效果和机组的安全、经济运行。粒子群优化算法作为一种新颖的群体智能优化算法，在解空间进行高效启发式搜索，而非盲目地穷举或完全随机搜索，本文将其应用于控制器的参数优化。在研究算法理论的基础上，初步论证了其收敛性，引入“动态变量区间”和“重新启动策略”等改进措施，使其具有全局优化能力。针对热工系统的多扰动和大迟延等特性，设计了模糊控制和PID控制相结合的双模控制器并应用粒子群算法优化其参数，避免了模糊控制器设计中参数的复杂调试，应用

2、在主汽温系统中，控制性能良好，鲁棒性和抗扰性强，结果表明该方法可行有效。关键词：粒子群优化算法，热工系统，模糊控制，PID控制ABSTRACTParameteroptimizationofcontrollerdirectlyinfluencescontrolresultsandhasintouchwithsafetyandeconomyofunits．Particleswarmoptimization(vso)algorithm，anewevolutionaryalgorithm，perform

3、sefficientandheuristicsearch，notblindfoldandcompletelystochasticsearching，SOthisthesisUSeSPS0tooptimizecontroller’Sparameters．BasedontheresearchofPSOalgorithmictheory,itsastringencyhasbeenprovedpreliminarilyandsomeimprovedmeasuresthataredynamicvariab

4、lesintervalstrategyandrebootmeanshavebeengiven．ThecombinecontroloffuzzycontrollerandPIDcontrollerusedPSOtooptimizeitsparametershasbetterrobustnessandstiffness．Thesimulationresultinmainsteamtemperaturecontr01systemshowsitsfeasibjlityandeffectiveness．L

5、iJianbo(ControlTheoryandControlEngineering)Directedbyprof．HanPu，associateprof．WangDongfengKEYWORDS：particleswarmoptimizationalgorithm，heatpowerengineeringsystem，fuzzycontrol，PIDcontrol声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《粒子群优化算法在热工系统中的应用研究》，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期问，在导师指导

6、下迸行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文巾特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名趔)整日／期Ⅵ∥彳．)．、；f关于学位论文使用授权的说明本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复

7、制并保存学位论文：③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文：⑤同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(涉密的学位论文在解密后遵守此规定)作者签名：日期导师签名日期泖．、．＼形竺华北电力大学硕士学位论文第一章绪论1．1选题背景及其意义1．1．1控制器参数优化的意义随着机组容量的增大，对运行的安全性和经济性要求也在逐步提高，这就要求控制器(PID、FC等)的品质能够达到要求。控制器需要有良好的抗扰动能力，较强的鲁棒性以及很好的

8、稳定性。控制器在投入运行前虽然经过调试人员的整定已经达到要求的指标，但是随着机组运行工况改变，需要重新整定控制器参数。由于现场没有根据运行曲线来自整定控制器参数的设备和软件，所以运行人员只能根据经验来改变参数，反复试凑，工作量比较大，这样虽然在一定程度上也能满足运行要求，但是不能保证控制器参数是最优的或者是比较优的，也不利于机组经济运行。再者，随着模糊控制和预测控制等先进控制器的成熟和应用，控制器的性能参数有时多达几十个，如果仍然采用现场试凑的方法来调节控制器，那显然是无法达到要求和精度的。在以