神经网络PID控制器在热网流量调节中的应用

论文题目: 神经网络PID控制器在热网流量调节中的应用

论文类型: 硕士论文

论文专业: 控制理论与控制工程

作者: 滕琳琳

导师: 杨建华

关键词: 集中供热网,神经网络,解耦控制,均匀供热

文献来源: 大连理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文以实验室热网实验装置的控制为基础,旨在对集中供热网的运行调节和控制方法进行研究。系统地讨论了神经网络技术在集中供热系统流量调节中的应用,主要进行了以下几方面的工作: 对国内外集中供热系统的运行管理、供热调节和控制技术进行了概述,并针对我国集中供热网的特点和存在的问题提出了适合国情的基于温度的流量控制方案。系统地讨论了多变量解耦控制的方法,对于热网这种具有强耦合特性的系统,将具有简单控制结构特性的传统的PID控制器和能解决非线性系统控制问题的BP神经网络算法相结合,提出了用具有解耦能力的神经网络PID多变量控制器,并随后深入探讨了控制器的特性和具体的设计思想。另外,在对BP算法和控制器结构改进的基础上,加入了非线性预测模型,来解决热网的大滞后问题。简要介绍了实验室热网硬件组成、实时监控系统平台的设计、带非线性预测模型的神经网络PID多变量控制器的具体实现。将整体的控制方法应用到实验室热网的实际控制中去,通过调节用户一次网侧的流量来实现对各用户二次网回水温度的控制。大量的实验数据表明,与标准的BP神经网络控制器、不具解耦能力的控制器和不具预测能力的控制器相比较,具有解耦能力的带非线性预测模型的神经网络PID多变量控制器对于解决集中供热网的非线性、强耦合和大滞后的问题比较有效,可以实现全网热量的合理优化调度,提高集中供热网的供热质量,最终达到均匀供热的目标。在文章的最后,对于本人所作的工作进行了总结,并对后续工作进行了展望。

论文目录:

摘要

Abstract

1 绪论

1．1 国内外集中供热系统现状

1．1．1 发达国家热网运行管理概况

1．1．2 我国集中供热调节和控制技术发展概况

1．2 集中供热系统总体控制的意义

1．3 基于 BP神经网络的流量控制策略

2 集中供热网的总体控制方案

2．1 集中供热系统的特性

2．2 集中供热系统控制的基本方法

2．2．1 按需供热

2．2．2 均匀供热

3 基于BP神经网络的PID控制器

3．1 神经网络的概述

3．2 BP神经网络的基本结构

3．2．1 神经元模型

3．2．2 BP网络的模型结构

3．2．3 BP算法

3．2．4 BP算法的改进

3．3 BP神经网络在实验室热网流量调节中的应用

3．3．1 实验室热网实验装置概况

3．3．2 热网监控系统简介

3．3．3 解耦控制

3．3．4 神经网络 PID控制器的设计

3．3．5 神经网络 PID控制器的改进

3．3．6 神经网络 PID控制器的软件设计

4 神经网络 PID控制器在小型热网中的应用

4．1 运行流程

4．2 基于BP神经网络算法的流量调节策略在实验室热网中的应用

4．2．1 采用标准的BP算法对热网进行控制

4．2．2 采用BP神经网络PID三回路独立控制器对热网进行控制

4．2．3 采用基于BP神经网络 PID多变量控制器对热网进行控制

4．2．4 加入非线性预测模型对热网进行控制

4．3 控制实例效果分析

5 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

发布时间: 2005-05-13

参考文献

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神经网络PID控制器在热网流量调节中的应用

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