改进灰狼优化算法在变桨距自抗扰控制中的应用

风电机组模型的不确定性以及风等外部干扰严重影响风电机组输出功率的稳定性,因此,将自抗扰控制器(ADRC)引入到风电机组变桨距控制中。当风速高于额定风速时,通过自抗扰变桨距控制策略有效调节桨距角,保证风电机组输出功率的稳定性。但ADRC参数繁多,仅靠专家经验进行整定比较困难。因此,文章提出将改进灰狼优化算法应用到ADRC中,完成参数的自寻优整定过程。仿真结果证明,经改进灰狼优化算法进行参数整定后的变桨距自抗扰控制系统能够对桨距角进行精确调整,并将输出功率快速稳定到额定值附近,具有较快的响应速度以及较好的抗扰动能力。     

火电厂燃烧系统的自抗扰控制器及其参数整定

针对火电厂燃烧系统的大滞后、大惯性以及动态特性随工况变化的不确定性等特点,设计出一种火电厂燃烧系统自抗扰控制方案,并给出该控制器的参数整定方法.试验表明:该控制方案不需要精确的模型参数就可实现干扰补偿,并可快速得到自抗扰控制器的整定参数.在电站STAR一90仿真平台上对某电厂600 MW机组进行了燃料量控制系统的变工况、10%扰动和RB试验.结果表明:与仿真平台的PID控制系统相比,自抗扰控制器具有较强的适应性和鲁棒性,而且控制系统具有优良的动态性能.该参数整定方法简单方便.     

高阶时滞系统的改进线性自抗扰控制及参数整定方法

针对高阶时滞系统采用传统线性自抗扰控制调节效果不佳、参数整定困难的问题,提出一种高阶时滞线性自抗扰控制。在一阶线性自抗扰控制的基础上,串联高阶前馈补偿器,从而解决了线性扩张状态观测器前馈信号和反馈信号不同步的问题,提高了系统的状态观测精度;在此基础上,采用目标逼近法定量化参数整定公式,并推导出参数可调节区间,实现利用单参数λ调节控制器参数,简化参数整定;进一步采用频域分析法验证该整定方法的有效性,并确定参数和系统鲁棒性的关系。最后,在选择性催化还原(SCR)脱硝控制系统的仿真实验中将所提出的控制器与其他类型控制器进行了对比,验证了该控制器的优越性。结果表明：所提出的高阶时滞线性自抗扰控制在定值跟随、抗扰动和鲁棒性上均具有明显优势,具有很大的工程应用潜力。     

PID控制参数整定的深入浅出

作为工业自动化专业的人员,不仅要对工艺、电气、设备、仪表、安装等各专业有着全面的了解和认识,而且要对系统的网络构架、编程、组态、调试等专业领域能够专且精。在众多涉及的专业和技术中,PID控制的参数整定是一项非常重要而且必须要掌握的技术,虽然对于很多有经验的工业自动化工程师这不算很难,但它绝对是一项不容易掌握,且对于初学者是比较头疼的一件事。有经验的自不必说,流行的整定口诀也有不少,而我要说的是怎样把抽象的整定方法形象化,把容易混淆的地方实质化,即“浮船式”的PID控制参数整定。     

基于免疫进化算法的过热汽温自整定PID控制研究

根据生物免疫系统特性 ,提出了一种基于免疫进化算法的PID控制器参数自整定方法。免疫进化算法引入记忆细胞和抗体浓度调节机制 ,具有种群多样性 ,能保证快速稳定地收敛到全局最优点。通过对过热汽温控制系统的仿真 ,表明该算法是有效的。     

自抗扰控制器在工业微电网的应用

通过对一个水处理站的负荷进行分析,根据具体数据对该负荷建立了函数模型;在供电微电网控制策略中,加入了典型的二阶自抗扰动控制器,建立了含自抗扰干扰控制器的微电网模型;利用Matlab/Simulink软件对系统进行了仿真研究,结果表明微电网的控制策略中加入自抗扰控制器结构,有利于抑制微网所带负载和并网过程中的冲击电流等干扰,为微电网的稳定运行提供保障。     

基于免疫进化算法的过热汽温自整定PID控制天空

根据生物免疫系统特性，提出了一种基于免疫进化算法的PID控制器参数的自整定方法，免疫进化算法引入记忆细胞和抗体浓度调节机制，具有种群多样性，能保证快速稳定地收敛到全局最优点。通过对过热汽温控制系统的仿真，表明该算法是有效的。     

基于自抗扰的微电网下垂控制

摘要： 针对由分布式能源发电组成的微电网中进行负荷投切、分布式电源的波动性、电力电子器件参数变化等引起的谐波问题,提出一种基于自抗扰控制器的抗扰控制策略。通过将自抗扰控制器与微电网的下垂控制相结合,由内扰和外扰引起的输出电压波动,通过前馈补偿消除干扰,提高电能质量。仿真结果表明,当负荷变化时,直流侧电源突加扰动时,该控制策略具有较好的抗扰性能和鲁棒性。     

超临界机组除氧系统自抗扰控制器的优化设计

针对超临界机组除氧器非线性、大迟延、强耦合和模型时变特性,传统的PID调节器难以使除氧控制系统达到理想的控制效果。为了对除氧器水位和凝泵出口压力的控制取得满意的效果,采用自抗扰控制技术(Auto Disturbance Rejection Control)。通过仿真表明,用ADRC控制器控制除氧系统具有较好的解耦效果、较快的响应速度和较强的抗干扰能力。     

孤岛双馈异步风力发电机组自抗扰控制研究

针对孤岛运行双馈异步风力发电机输出电压易受负载切换影响、PI控制器对电机参数依赖性高等问题,建立了包含励磁电流动态过程与电机参数误差的数学模型。将电机参数误差和励磁电流动态过程分别视为系统的内扰与外扰,应用分离性原理和零极点配置方法设计双闭环自抗扰控制器替代PI控制器,扩张状态观测器可实时估计系统总扰动,并通过前馈进行补偿。建立兆瓦级DFIG孤岛运行仿真模型进行验证,结果表明文章控制方法能够有效抑制负载切换引起的电压扰动和电机参数变化的影响,提高了系统抗扰动性能。     

基于前馈-自抗扰算法的换热器动态试验温度控制研究

为了使换热器试验测控系统满足动态换热试验中对温度控制的要求,分析了试验系统中被控温度对象动态模型,设计了前馈-自抗扰温度控制算法。动态换热试验对象为管壳式换热器,试验过程管程流体为强迫对流换热,壳程流体自然对流换热,同时管程流体循环利用,要求控制管程入口温度稳定。控制算法全面利用模型信息,将壳程温度作为管程温度控制中的干扰,为其设计前馈补偿,同时设计自抗扰控制算法,处理模型偏差问题。利用AMESim软件搭建系统模型,在Simulink中设计控制算法,进行了AMESim/Simulink联合仿真,通过对比多种控制算法,验证了在壳程温度变化干扰的换热过程中,使用前馈-自抗扰控制算法能够使管程入口温度波动更小,更快达到稳定。     

新型模糊自整定PID控制器的温度控制

设计了一种基于模糊推理进行参数自整定的PID控制器。在模糊控制部分加入了一个新的参数ki,即积分参数,起到了加快达到期望值的速度和保持控制的稳定性的作用。将该模糊自整定PID控制器应用于电阻炉的温度控制,结果表明,该控制器具有良好的稳态精度以及控制速度快、适应性强的特点。通过与常规PID控制器进行比较,证明了该方法的有效性和优越性。     

基于参数自学习的柴油机转速主动抗扰控制

转速的控制效果对柴油机运行品质有重要影响,但转速易受突变负荷和随机负荷的干扰而发生波动．笔者提出一种基于参数自学习和负荷转矩主动观测的转速抗扰控制算法．首先,构建了由指示转矩、摩擦转矩及负荷转矩构成的控制用曲轴转速动态模型．其次,基于该模型设计了降阶扩张状态观测器,用于快速补偿负荷以提升转速抗扰能力．再次,设计了模型参数的自学习算法,不断改善模型准确性以提升控制品质．硬件在环(HIL)仿真测试结果表明：相比于遗传算法整定的比例-积分-微分(PID)算法,主动抗扰控制算法转速跌幅降至28 r/min,改善60.0%,转速恢复时间约为1.6 s,缩短23.8%．在加入模型参数自学习算法后,转速控制品质提升24.3%．台架试验结果表明：在负荷阶跃测试试验中,相比于遗传算法整定的PID算法,笔者提出的算法转速跌幅减小至18 r/min,相对改善68.9%．转速恢复时间减少至1.4 s,相对改善60.0%.     

超临界机组燃烧系统的自抗扰控制

主要研究新型实用非线田灌溉自抗扰控制技术(ADRC)在火电厂燃烧控制系统中的应用.针对火电厂燃烧控制系统的大滞后、大惯性以及动态特性随工况变化的不确定性等特点.提出了自抗扰燃料量控制方案.采用600 MW超临界燃煤机组的燃烧控制系统为被控对象,在电厂热工过程控制实时仿真平台STAR-90上建立模块化的控制器.分别进行了降负荷、加10%扰动和RB试验.试验结果表明,用ADRC技术建立的燃料量控制系统与PID控制系统相比.ADRC控制系统具有更好的控制品质和抗干扰性.     

优化自抗扰控制器在船舶主机上的应用与仿真研究

船舶主机速度控制系统具有典型的非线性和不确定性,并受到调速器执行能力的约束及风、浪、流等的干扰,使得主机速度控制器的设计非常困难。给出了带有船舶主机非线性数学模型,将自抗扰控制(ADRC)应用于船舶主机控制,并针对ADRC一些参数不易确定的问题,提出了一种优化目标函数,应用遗传算法对ADRC参数进行优化设计,从而设计出船舶主机优化ADRC控制器。仿真结果表明:该控制器对于船舶主机的非线性、参数不确定性、环境不确定性均有较强的鲁棒性;速度切换控制过程快速、平滑,可以实现高精度的速度控制。     

基于模糊自抗扰的锅炉主汽温控制策略研究

为提高火电主汽温控制系统在机组参与深度调峰过程中的控制品质,提升控制系统的自适应能力与鲁棒性,提出了模糊ADRC串级控制方案。在MATLAB仿真平台中搭建控制器进行仿真研究,并与传统的PID串级控制方案进行比较,最后用蒙特卡洛法验证控制系统的鲁棒性。仿真结果表明:模糊自抗扰控制器的快速响应能力优于PID控制器;在增加内扰的情况下,模糊ADRC的抗扰性较好;在随机工况的控制中,模糊ADRC表现出更好的自适应能力与鲁棒性。     

1000MW超超临界机组协调系统的线性自抗扰控制

以某1000MW超超临界机组为研究对象,设计了以"炉跟机协调方式"为基础的双线性自抗扰协调控制器.基于Matlab编写LADRC实时控制算法,利用UDP/IP协议与该机组全范围仿真机双向通讯,进行详细的变负荷扰动控制仿真实验.结果表明:无论是负荷跟随能力还是主蒸汽压力稳定性,线性自抗扰控制器对该机组的协调控制效果均明显优于传统PID控制器.     

蒸汽发生器水位SDRNN优化自抗扰控制

针对蒸汽发生器(SG)水位控制过程存在的主要问题,引入水位自抗扰控制(ADRC)方案.通过扩张状态观测器实时估计系统内、外扰动,并采用前馈方式予以动态补偿,同时依据状态误差矢量进行非线性反馈调节,缓解控制系统快速与超调之间的矛盾.并引入二阶对角递归神经网络(SDRNN)动态辨识SG Jacobian信息,实时优化自抗扰控制器参数.分别在水位、蒸汽和给水扰动下进行SG水位仿真实验,并对比了前馈串级PI控制与SDRNN-ADRC控制的响应曲线.结果表明:在扰动工况及控制对象参数时变下,此SG水位控制系统的控制响应迅速、超调小且稳态误差小,具有优良的动、静态性能.     

基于灰狼算法的分布式电源优化配置

分布式电源(DG)的优化配置是主动配电网(ADN)规划中的重要环节,ADN中DG的合理配置对ADN的稳定运行具有重要意义。从电能供给侧出发,建立了考虑DG的投资和主动管理费用、系统网损及电压偏移的多目标联合优化配置模型,并根据1-9标度法对各目标权重系数进行设定。针对传统灰狼算法(GWO)在全局寻优能力和收敛速率上的不足,提出了引入混沌序列的GWO算法,并在IEEE33节点系统中对所提模型进行求解。结果表明,改进方法能对DG进行有效的优化配置,其收敛速度和寻优能力亦优于传统算法。