基于LS-SVM的网络延时单神经元Smith控制

提出了一种Smith预估器和单神经元PID控制器的时变网络时延补偿策略。将网络时延和被控对象作为广义对象,运用最小二乘支持向量机对网络时延进行实时预测,得到广义对象预测模型。先设计Smith预估器,初步实现了网络控制系统的性能改善。然后将Smith预估控制与单神经元PID控制相结合,提出一种基于时延辨识的单神经元Smith控制策略。仿真表明,该策略能有效提高系统性能,对模型失配情况具有较高的鲁棒性和适应性。     

汽轮机旁路温度控制系统的优化

提出了基于差分进化算法参数辨识精确建模的Smith预估控制方案,利用焓值计算方法对汽轮机旁路温度主要扰动量进行前馈补偿,结合设备参数提出了采用基于能量平衡的精确前馈控制,保证了系统的抗扰动能力;通过采集现场实际运行数据,基于改进后的差分进化算法辨识得到控制对象的数学模型,提高了Smith预估器的补偿精度。仿真研究及现场应用结果表明,优化后的控制系统具有良好的稳定性、快速响应特性及控制精度,符合工程实际要求。     

基于Smith预估的模糊自适应主汽温控制系统

针对火电厂主汽温被控对象大滞后、大惯性、模型不确定,采用常规的串级PID控制难以获得良好控制效果的特点。结合模糊理论与Smith预估技术,提出了基于Smith预估的模糊自适应主汽温控制系统,即采用Smith预估内回路广义被控对象,以模糊自适应控制器对预估后的广义被控对象进行控制。该控制系统容易实现,对工况变化具有良好的自适应性。对某主汽温系统5种工况进行仿真,结果表明该控制方案具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。此外,该控制方法在现有的集散控制系统和现场总线控制系统中容易实现,不需要增加硬件投资,具有较高的工程应用价值。     

SCR烟气脱硝系统Smith预估条件积分型滑模控制

针对具有大滞后、非线性特性的选择性催化还原(SCR)烟气脱硝系统喷氨量控制过程,提出了基于Smith预估器的条件积分型滑模控制方法。该方法将Smith预估器与条件积分型滑模控制相结合,利用Smith预估器补偿纯滞后环节,缩短调节时间;利用滑模控制的鲁棒性克服被控对象运行环境变化及外部扰动对系统的影响;利用条件积分型滑模面消除稳态误差,削弱系统抖动。并将常规PID控制、基于Smith预估器的滑模控制、基于Smith预估器的传统积分滑模控制及基于Smith预估器的条件积分型滑模控制的SCR烟气脱硝系统在100%、80%和60%机组负荷下进行了模拟仿真。结果表明:常规PID控制调节速度慢,超调大,抗扰动能力较差;3种滑模控制均对扰动有较强的鲁棒性,发生扰动之后稳定速度快,调节时间短,波动幅度很小;基于Smith预估器的条件积分滑模控制在动态过程中调节速度快,超调小,系统受到扰动后稳定速度快,变化幅度小,控制效果优于其他3种控制方式。     

基于单神经元Smith预估的过热汽温控制

针对典型大时滞大惯性、参数变化的电站锅炉过热汽温受控对象 ,设计了基于单神经元Smith预估过热汽温控制系统。在仿真实验的基础上 ,对单神经元Smith预估控制和最优常规PID控制进行了比较和分析。仿真结果表明 ,单神经元Smith预估控制能够充分利用神经元自学习、自适应的能力以及Smith预估补偿控制的优点 ,使系统的控制品质提高 ,而且具有更强的鲁棒性和自适应性     

柔性Smith预估控制在循环流化床机组协调控制系统中的应用设计

掺烧煤矸石、泥煤、生物质等燃料以及深调峰运行使得循环流化床机组呈现出更明显的大迟延特性,并且迟延时间随燃料性质变化而变化,传统PID控制难以取得良好的控制效果,为此提出将柔性Smith预估控制应用于循环流化床机组协调控制系统中。首先依据循环流化床机组机侧闭环调节方式下燃料量对热量信号的传递函数,在直接能量平衡(direct energy balance,DEB)控制方案基础上,设计PID+Smith预估控制形式的锅炉主控,用以补偿对象大迟延特性;其次针对迟延时间的不确定性,在Smith预估控制回路中增加1个柔性因子,在对象迟延时间变化时,使锅炉侧控制器在偏向于PID控制和Smith预估控制之间做柔性切换。仿真和现场调试表明,此设计能兼顾控制品质和燃料适应性的要求。     

基于单神经元Smith预估的过热汽温控制

针对典型大时滞大惯性，参数变化的电站锅炉过热汽温受控对象，设计了基于单神经元Smith预估过热汽温控制系统，在仿真实验的基础上，对单神经元Smith预估控制和最优常规PID控制进行了比较和分析。仿真结果表明，单神经元Smith预估控制能够充分利用神元自学习，自适应的能力以及Smith预估补偿控制的优点，使系统的控制品质提高，而且具有更强的鲁棒性和自适应性。     

基于变参数自适应Smith预估器的脱硫pH值控制策略研究

发电厂脱硫供浆过程pH值调节存在强非线性和大滞后的问题,其实际控制系统设计及DCS实现存在一定难度。鉴于Smith预估器在大惯性和纯滞后系统控制中的应用效果,提出采用变参数自适应Smith控制系统对脱硫pH值进行调节。首先,基于实际控制对象特性分析,利用先验知识和最小二乘辨识理论对控制系统进行建模;然后,在此基础上进行了串级控制、Smith预估器以及变参数自适应Smith预估器的对比仿真研究,控制精度和稳定性结果表明变参数自适应Smith预估器具有明显控制优势。最后,对实际机组DCS进行变参数自适应Smith控制策略设计,成功地解决了机组脱硫供浆过程pH值控制的大惯性和纯滞后问题。多台其它机组的实际改造应用效果证明:该方法具有一定的推广应用前景。     

基于CAN总线的智能温湿度检测系统设计

设计的基于AT89S52的CAN总线系统智能节点,采用一线式数字温度传感器DS18820和电容式湿度传感器HS1101对现场温湿度进行采集,通过CAN总线接口实现工业现场温度和湿度的实时检测、远程传输和控制。     

基于Smith预估器的自适应广义预测控制

针对参数缓慢变化的大时滞被控对象，提出了一种基于Smith预估器的自适应广义预测控制方案，在广义预测控制的等价结构中用Smith预估器替换原最优预估器，并通过参数在线辨识，不断修正Smith预估器 广义预测控制器参数。仿真结果证明，该方案动态响应快，跟踪效果好，能有效克服时滞影响。     

便携式油井环境监测及气体检测系统设计

为了提高油井的安全生产水平和其环境的监控力度,提出了一种以STC12C5A60S2微控制器、NRF24L01无线通信模块和无线AV模块为核心的便携式油井环境监测及气体检测系统的设计。它利用STC12C5A60S2芯片的A／D转换功能和气体传感器来采集气体的浓度,用带云台的摄像机采集环境画面,通过NRF24L01无线发送模块和无线AV数据传输模块,将采集的浓度数据和环境画面传输到手持显示终端上进行显示。实验结果表明装置可以实时传回环境画面和准确的气体浓度,误差结果在允许范围内。该装置的使用,有利于确保检测人员的人身安全、检测效率及检测的精度,实用性强。     

一种用于电气作业的智能保护装置

传统电气作业现场保护设施缺乏智能化的监管和预警。基于主动红外侵入探测、热释红外和超声波测距、ZigBee无线通信等电路设计了一种模块化的智能保护装置,整套装置具有预报告警和越线告警功能。热释红外与超声波实现对作业区域外来因素误入的预判,主动红外探测构成越线报警,结合RFID技术,工作人员可实时管理作业现场。提出的方案符合实时性控制要求,装置能可靠、有效地保护电气作业区域人员安全,可实现现场作业保护装置的智能化。     

过热汽温增益自适应Smith预估控制

过热蒸汽温度是机组运行过程中需要监控的重要参数,为解决实际中的过热汽温普遍存在着滞后、非线性等问题,利用实际工程中过热蒸汽系统阶跃响应特性的数据,采用最小二乘法建立了控制对像的数学模型,在串级双回路控制的基础上引入了增益自适应SMITH预估控制。实际投运时过热汽温稳态偏差不超过2℃,负荷波动30%BMCR时动态偏差不超过4℃,结果表明,采用该控制策略具有较强的可实现性和较好的控制品质。     

基于EtherCAT的井下电网防越级跳闸方案研究

为解决井下电网在发生短路故障时易出现的越级跳闸问题,对数据传输的实时性有很高的要求,但目前井下微机保护装置所采用的通讯方式已经很难满足这一要求。针对这一问题,并结合EtherCAT通信高实时性的特点,提出了基于EtherCAT的煤矿井下防越级跳闸方案,并对系统的工作原理进行了分析。利用实验室现有Beckhoff公司的带有EtherCAT接口的设备,对该系统的主站和从站进行了设计,搭建了基于EtherCAT的井下电网防越级跳闸系统试验仿真平台。试验结果证明,该方案可以解决井下电网防越级跳闸的数据传输实时性问题。     

基于GPS的室外放射源信息监控系统设计

针对室外放射源人工监控方式不科学、监控参数单一等问题,研究一套基于GPS的室外放射源信息监控系统,实时在线监测室外放射源信息,结合GSM/GPRS技术、剂量检测技术和SQL Server数据库技术等,建立以位置信息、剂量信息、完整性信息和温度信息为检测量,C/S体系架构的监控系统,提出滑动平均测量法、设计FIR滤波算法和IIR+FIR滤波算法等分别对位置、剂量和温度等前端信号进行处理,并设计数据可靠性传输机制,提高系统准确性、稳定性和可靠性。实验结果表明:系统能实时准确监测放射源现场状态,现场数据处理算法可有效减少传感数据误差。     

Development of a self-contained device for rapid detection of volatile impurities in the oil system of a turbine

The research is devoted to development of a self-contained device for rapid detection of volatile impurities in the oil system of a turbine and testing it using the operating equipment. The device consists of a remote sensor, whose sensitive element is a 3–5-mm long wire probe 20 microns in diameter, and a measurement unit that comprises a microcontroller with a set of peripherals. The design of the device enables automation of the measurement procedure with a minimum number of preset settings and real-time output of information to the operator console. The software of the device provides two-stage pulse heating of the wire probe and a resistance temperature detector. The two-stage mode proves to be the most sensitive to appearance in the system of moisture, including its trace amounts. The characteristic time of the heating is of the order of 10 ms. The measurement procedure is based on a method that consists in automatic search for spontaneous boiling-up temperature of the oil accompanied by a characteristic response signal. The results were interpreted by formal correlation of the measured values with an array of calibration data obtained in similar experiments with well-defined oil samples. An experimental method for application of the device has been developed that takes into account technological factors, such as comparatively high values of the flow rate and the temperature of the oil in locations of the oil drain from bearings, the variability of these values, and the variety of noise types that accompany the operation of the thermal power equipment that complicate the online measurements. Tests of the device were carried out in locations of oil drain from supporting bearings. The test results have demonstrated the possibility of applying the device directly in the oil system of a turbine and provided a practical basis for development of a system of multipoint control of the technological scheme in real time.     

Temperature Control Based on Fuzzy Logic Two-degree-of-freedom Smith Internal Model

According to the characteristics of the large time delay, nonlinearity and the great inertia of temperature control system in biomass pyrolysis reactor, a two-degree-of-freedom Smith internal model controller based on fuzzy control is proposed. Firstly, the mathematical model of the temperature control system is established by using the step response method, and then the two-degree-of-freedom Smith internal model controller is designed, and the good tracking per-formance and disturbance suppression performance can be obtained by designing the set value tracking controller and interference rejection capability. Secondly, the fuzzy control algorithm is used to realize the on-line tuning of the control parameters of the two-degree-of-freedom Smith internal model algorithm. The simulation results show that, compared with the traditional internal model control, fuzzy internal model PID control and two-degree-of-freedom Smith internal model control, the algorithm proposed in this paper improves the influence of lag time on the control system, realizes the separation control of set point tracking and anti-jamming performance and the self-tuning of control parameters, and improves the control performance of the system.     

基于广域响应的大电网暂态稳定判别原型系统

基于响应的暂态稳定判别与控制技术是当前电力系统安全稳定领域的研究热点。目前已经提出了多种不同原理的暂态稳定判别技术,但距工程应用尚需解决很多问题。为分析比较各种判别技术的有效性和适用性,开发了一个基于广域响应的大电网暂态稳定判别原型系统。原型系统以PMU实时量测数据作为输入,分别实现了多种基于响应的暂态失稳判别技术的实时评估与可视化展示。介绍了原型系统的框架结构设计、功能模块实现和工程应用情况,并从时间尺度、数据量测以及控制策略生成等方面为基于响应的暂态稳定控制的下一步发展方向提出了建议。工程应用表明所开发的原型系统具有较好的使用价值,是分析比较各种基于广域响应的暂态稳定判别技术的有效工具。     

基于FPGA的备自投的设计及实现

基于FPGA的设计技术是当前电子设计领域的前沿技术之一,该文根据目前电力系统的现状,根据备自投基于时序的特征,发挥FPGA逻辑处理速度快和并行特性,设计了基于有限状态机的备自投装置,实现供电的间断性最小化,较好的解决了停电时快速投切的问题。满足了电力系统实时性、可靠性的要求。     

直流系统绝缘监测装置的软件设计

直流系统绝缘监测装置对电力系统的安全稳定运行起着十分重要的作用.通过对直流系统绝缘监测原理优缺点的分析,首先提出一种平衡桥电阻法与开关电阻法相结合对母线监测的硬件设计方案,然后针对直流系统绝缘监测装置在工作时需要处理较大数据,采用STM32F103VET6作为主控制器,移植μC/OS-Ⅱ操作系统提高装置的实时响应能力,并详细介绍基于μC/OS-Ⅱ操作系统软件任务的工作流程.通过制作样机进行相关实验,经验证该设计可以切实有效的解决系统处理实时性不高等问题,并在多种接地状态都具有较高的测量精度.