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基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的換熱站二次供水溫度論文
摘 要：在集中供熱換熱站二次供水溫度控制中，由于被控對象是一個大滯后、非線性、時變性復(fù)雜系統(tǒng)。因而采用常規(guī)的PID控制方法很難達(dá)到良好的控制效果，針對此問題本文采用了一種將模糊與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的控制方法，通過網(wǎng)絡(luò)的離線訓(xùn)練和在線自學(xué)習(xí)相結(jié)合，使控制器具有自調(diào)整、自學(xué)習(xí)的性能。能夠很好的實(shí)現(xiàn)對換熱站溫度控制。
關(guān)鍵詞：集中供熱；模糊控制；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；系統(tǒng)仿真
集中供暖系統(tǒng)由熱源、熱網(wǎng)和熱用戶組成，其中熱源的控制是控制總供水溫度和流量，保證按需供熱并均勻分配總供熱量至各熱力站。熱網(wǎng)分為一次網(wǎng)和二次網(wǎng)，熱網(wǎng)的控制是通過對熱負(fù)荷的動態(tài)預(yù)測，來調(diào)節(jié)和分配總需熱量[1]。為了實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)的按需供熱，達(dá)到供暖的需要，本文通過室外溫度來確定二次網(wǎng)供水溫度值，通過調(diào)節(jié)一次網(wǎng)供熱管的調(diào)節(jié)閥，改變一次網(wǎng)的高溫水流量，從而保證二次網(wǎng)的供水溫度，滿足供暖用戶的需求。
1換熱站的設(shè)計(jì)方案
在整個供暖的冬季，二次網(wǎng)供水溫度是隨著室外溫度和用戶熱負(fù)荷來決定的。而在熱交換站的控制中，通過調(diào)節(jié)一次網(wǎng)供水側(cè)電動調(diào)節(jié)閥的開度改變供水流量來實(shí)現(xiàn)二次網(wǎng)出水口溫度調(diào)節(jié)，從而保證了在室外溫度或熱用戶負(fù)荷發(fā)生變化時，熱源的總供熱量與用戶需熱量相比配，以達(dá)到保證供熱質(zhì)量、滿足人們生活的需要。
2模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法的研究
模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是將一些專家知識預(yù)先分布到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)功能來優(yōu)化模糊控制規(guī)則和相應(yīng)的隸屬度函數(shù)，它既具有模糊系統(tǒng)的模糊信息處理能力又具有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)功能，實(shí)現(xiàn)了模糊系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)。因此，利用模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合對換熱站系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制可以解決這類大滯后、時變性、非線性問題。
本文采用的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)框圖如圖所示，圖中FNC表示模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器。Ke、Kc、Ku分別表示量化因子和比例因子，To表示給定值，T（t）為實(shí)際的溫度。其中以溫度的給定值與測量值之間的偏差和偏差變化量作為輸入量，以一次網(wǎng)閥門的開度作為輸出控制量，通過調(diào)節(jié)控制閥的開度來改變一次供水的流量從而達(dá)到調(diào)節(jié)二次網(wǎng)供水溫度的目的。由FNC模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器來完成對過程的閉環(huán)控制。[2]。
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