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基于神经内模控制算法的船舶蒸汽动力装置协调控制研究
| 论文题名： | 基于神经内模控制算法的船舶蒸汽动力装置协调控制研究 |
| 关键词： | 神经网络;内模控制系统;控制算法;船舶;蒸汽动力装置;机炉协调控制系统;汽轮机系统;锅炉跟随;负荷变化;蓄热能力;控制器;变工况运行;主动力装置;相对独立性;抗干扰能力;压力波动;续航能力;响应性能;相对增益;网络构建 |
| 摘要： | 蒸汽动力装置是大型船舶常用的-种主动力装置,它具有单机容量大、对燃料适应能力强等优点,它对船舶的机动性、续航能力等起着决定性作用。蒸汽动力装置运行时,负荷变化频繁、幅度大,对控制系统的响应性能要求高,尤其对机炉协调控制系统要求更高。主推进汽轮机经常要在大范围内做变工况运行,会出现从高工况直接速关停车,或者从停车状况直接升至某一高工况。这些情况都会对蒸汽动力装置产生强烈冲击。船用锅炉与陆地火力电站锅炉相比,体积较小,蓄热能力较差,使其应对冲击负荷的能力弱了许多,若不采用合理的机炉协调控制系统,主锅炉很难满足频繁大幅度的负荷变化要求。 考虑到锅炉与汽轮机是-个具有相对独立性的整体,机炉协调控制系统应充分考虑两者的特点,充分利用锅炉蓄热能力及汽轮机调节的快速性,既保证了汽轮机能够比较快速地适应负荷的变化,又不致使主蒸汽压力波动较大。 通过对锅炉-汽轮机系统动态特性的分析,参考锅炉跟随汽轮机方式,完成了机炉协调控制系统的设计。通过分析机炉系统的相对增益,设计单向解耦环节,使汽轮机侧成为单变量系统,使用PID神经网络进行控制;在锅炉侧建立神经网络内模控制系统,使用PID神经网络构建控制系统的内部模型和控制器,利用内模控制的理想控制器特性,克服耦合以及外界干扰对系统的影响。最后进行仿真实验表明:这种方法能眵使机炉系统具有良好的负荷跟踪能力,并具有良好的稳定性和抗干扰能力。 |
| 作者： | 丁春辉 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 李来春 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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