协调控制系统调节器参数优化整定方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102183890A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102183890A(43)申请公布日2011.09.14(21)申请号201110065451.X(22)申请日2011.03.16(71)申请人东南大学地址211189江苏省南京市江宁开发区东南大学路2号(72)发明人雎刚邱腾飞(74)专利代理机构南京天翼专利代理有限责任公司32112代理人汤志武(51)Int.Cl.G05B13/04(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称协调控制系统调节器参数优化整定方法(57)摘要本发明涉及一种协调控制系统调节器参数优化整定方法，其特征在于：该方法是用于单元机组锅炉跟随协调控制系统的比例积分微分调节器参数多目标优化整定方法，该方法包括如下步骤：通过模型辨识获得单元机组锅炉跟随协调控制系统被控对象模型，即在汽机调门开度不变的条件下，阶跃增加锅炉燃料量，每5秒钟记录下单元机组主汽压力和输出功率值，直到主汽压力和输出功率稳定不变；在锅炉燃料量不变的条件下，阶跃增加汽机调门开度，每5秒钟记录下单元机组主汽压力和输出功率值。该方法使得闭环控制系统具有足够的稳定性，同时在保证机组运行安全的前提下，能够充分利用锅炉的蓄热，使机组具有尽可能快的功率响应速度。CN102839ACCNN110218389002183894A权利要求书1/2页1.一种协调控制系统调节器参数优化整定方法，其特征在于：该方法是用于单元机组锅炉跟随协调控制系统的比例积分微分调节器参数多目标优化整定方法，该方法包括如下步骤：A1.通过模型辨识获得单元机组锅炉跟随协调控制系统被控对象模型，即在汽机调门开度不变的条件下，阶跃增加锅炉燃料量，每5秒钟记录下单元机组主汽压力和输出功率值，直到主汽压力和输出功率稳定不变；在锅炉燃料量不变的条件下，阶跃增加汽机调门开度，每5秒钟记录下单元机组主汽压力和输出功率值，直到主汽压力和输出功率稳定不变；根据上述所记录的过程动态特性试验数据，采用基于阶跃响应的过程模型辨识方法，分别获得燃料量-主汽压力过程、燃料量-输出功率过程、汽机调门开度-主汽压力过程和汽机调门开度-输出功率过程的传递函数模型；A2.用步骤A1得到的四个过程的传递函数模型，与相互独立的第一比例积分微分调节器和第二比例积分微分调节器构成基本的单元机组锅炉跟随协调控制系统，作为参数优化用的仿真控制系统，即第一比例积分微分调节器的输入为功率设定值与测量值之差，输出为汽机调门开度，第二比例积分微分调节器的输入为主汽压力设定值与测量值之差，输出为燃料量；A3.确定用于比例积分微分调节器参数优化整定的优化目标：在功率设定值Ne0作阶跃变化时，系统功率响应的上升时间trN最短，系统功率响应的衰减率ψN最大，系统主汽压力响应衰减率ψP最接近给定的最小主汽压力响应衰减率ψPmin；A4.将第一比例积分微分调节器和第二比例积分微分调节器的比例系数KP、积分时间常数Ti、微分时间常数TD作为整定参数，通过单元机组锅炉跟随协调控制系统仿真，采用非支配快速排序遗传算法不断搜索比例系数KP、积分时间常数Ti、微分时间常数TD，作为比例积分微分调节器的参数值，使得单元机组锅炉跟随协调控制系统输出响应能够满足步骤A3确定的优化目标，通过非支配快速排序遗传算法搜索获得的符合优化目标的多组比例积分微分调节器的参数值构成参数整定优化解集M；A5.根据单元机组锅炉跟随协调控制系统的性能要求，在优化解集M中按如下方法进行偏好决策：A51.计算功率设定值Ne0作阶跃变化时，优化解集M中每一个解所对应的单元机组锅炉跟随协调控制系统功率响应衰减率ψN和主汽压力响应衰减率ψP；A52.从优化解集M中选择功率响应衰减率大于ψNmin，主汽压力响应衰减率大于ψPmin的解构成新的优化解集M1，其中ψNmin和ψPmin分别为所设定的最小功率响应衰减率和最小主汽压力响应衰减率；A53.计算功率设定值Ne0以每分钟R％额定负荷的变化速率升或降负荷时，优化解集M1中每一个解所对应的单元机组锅炉跟随协调控制系统的主汽压力最大动态偏差的绝对值ePmax，其中R为电网要求的机组升或降负荷的负荷变动率；A54.从优化解集M1中选择主汽压力最大动态偏差绝对值ePmax小于并最接近于eP0的一组解作为比例积分微分调节器参数的最优解，其中eP0为机组所允许的主汽压力最大动态偏差的绝对值；将A51-A54的偏好决策过程获得的那一组最优的比例积分微分调节器参数，作为最终的比例积分微分调节器的参数，完成单元机组锅炉跟随协调控制系统比例积分微分调节器2CCNN110218389002183894A权利要求书2/2页参数的多目标优化整定。3CCNN110218389002183894A