基于优化锅炉过热汽温模型参数辨识过程的锅炉控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114167727A(43)申请公布日2022.03.11(21)申请号202111491522.2(22)申请日2021.12.08(71)申请人中电华创电力技术研究有限公司地址200086上海市虹口区四平路216号601室(72)发明人陈小强王德华顾涤枫杨依霖赵伶伶(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225代理人赵继明(51)Int.Cl.G05B13/04(2006.01)权利要求书3页说明书6页附图2页(54)发明名称基于优化锅炉过热汽温模型参数辨识过程的锅炉控制方法(57)摘要本发明涉及一种基于优化锅炉过热汽温模型参数辨识过程的锅炉控制方法，包括：基于预先选取的模型输入变量、输出变量和调度参数，获取用于模型辨识的测试数据，并进行预处理；构建锅炉过热汽温线性参变模型的模型形式，并进行参数求解，得到最终的模型，进行锅炉控制；模型的求解过程包括：将锅炉过热汽温线性参变模型转换为线性回归形式，最小化模型的损失函数，构建模型的优化问题和待辨识系数，采用最小二乘‑支持向量机方法根据测试数据求解优化问题和待辨识系数，并基于粒子群算法进行迭代求解，获取最终的锅炉过热汽温线性参变模型。与现有技术相比，本发明可以在火电厂合理辨识出锅炉过热汽温工艺参数，为后续的先进控制打下基础。CN114167727ACN114167727A权利要求书1/3页1.一种基于优化锅炉过热汽温模型参数辨识过程的锅炉控制方法，其特征在于，包括以下步骤：基于预先选取的模型输入变量、输出变量和调度参数，获取用于模型辨识的测试数据，并对测试数据进行预处理；构建锅炉过热汽温线性参变模型的模型形式，并进行参数求解，得到最终的锅炉过热汽温线性参变模型，进行锅炉控制；所述锅炉过热汽温线性参变模型的求解过程包括以下步骤：定义xi(k)为：xi(k)＝yk‑i，i＝1,…,na式中，yk‑i为k‑i时刻锅炉过热汽温线性参变模型的输出变量，uk‑j为k‑j时刻锅炉过热汽温线性参变模型的输入变量，na为输出变量模型阶数，nb为输入变量模型阶数；定义并且式中，ωi为第i个参数向量，ng是待辨识参数总数，nH＝∞，φi为即潜在无限维的特征映射函数；由此将锅炉过热汽温线性参变模型转换为如下线性回归形式：式中，e(k)为k时刻的随机噪声过程；构建并最小化模型的损失函数，最小化模型的损失函数的计算表达式为：式中，J(ω,e)为损失函数，λ为模型平衡参数，φi(pk)简记为φi(k)，N为采样数据量；构建模型的优化问题，得到‑1Y＝(Ω+λIN)α式中，Y表示输出变量向量，IN表示单位矩阵，α表示拉格朗日乘子向量，Ω为核矩阵，求解核矩阵的核函数计算表达式为：式中，σ表示核函数标准差，pk和pl分别表示不同时刻下锅炉过热汽温线性参变模型的输出变量；得到待辨识系数的计算表达式为：2CN114167727A权利要求书2/3页式中，其中表示第i个待辨识参数，αk表示拉格朗日乘子向量的第k个元素，p(·)为调度变量；根据预处理后的测试数据求解所述优化问题和待辨识系数，并不断迭代求解，获取最终的锅炉过热汽温线性参变模型。2.根据权利要求1所述的一种基于优化锅炉过热汽温模型参数辨识过程的锅炉控制方法，其特征在于，采用最小二乘‑支持向量机方法根据预处理后的测试数据求解所述优化问题和待辨识系数。3.根据权利要求2所述的一种基于优化锅炉过热汽温模型参数辨识过程的锅炉控制方法，其特征在于，构建辨识模型精度评价指标，采用粒子群算法优化最小二乘‑支持向量机方法中计算出的超参数，获取最优的超参数，得到最终的锅炉过热汽温线性参变模型。4.根据权利要求3所述的一种基于优化锅炉过热汽温模型参数辨识过程的锅炉控制方法，其特征在于，所述辨识模型精度评价指标的表达式为：式中，为锅炉过热汽温输出变量的平均值，为锅炉过热汽温线性参变模型的预测值，yk为锅炉过热汽温输出变量的实际值，η为评价指标。5.根据权利要求3所述的一种基于优化锅炉过热汽温模型参数辨识过程的锅炉控制方法，其特征在于，所述最小二乘‑支持向量机方法中计算出的超参数包括核函数标准差和模型平衡参数。6.根据权利要求1所述的一种基于优化锅炉过热汽温模型参数辨识过程的锅炉控制方法，其特征在于，转换前的所述锅炉过热汽温线性参变模型的表达式为：式中，uk表示锅炉过热汽温线性参变模型的输入变量，yk表示锅炉过热汽温线性参变模型的输出变量，ek为随机噪声过程，pk表示锅炉过热汽温线性参变模型的调度参数，a(pk)和b(pk)表示待辨识的系数。7.根据权利要求6所述的一种基于优化锅炉过热汽温模型参数辨识过程的锅炉控制方法，其特征在于，转换前的所述锅炉过热汽温线性参变模型改写为：式中，ωi为第i个参数