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北方小城镇供热模式分析与热网优化控制的研究

杨建坤  
【摘要】: 我国小城镇供热虽然取得了巨大的成就,但也存在着突出的问题。对这些问题进行相关的研究和分析,找到有效的解决途径,不仅关系着我国人民生活环境和居住条件的改善,更与我国转变经济发展模式,实现可持续发展的战略目标息息相关。 论文第一部分首先对我国北方六个典型地区的小城镇进行了供暖现状的问卷调查和实测研究,并对影响住宅能源消费的六种因素进行了相关分析。通过实测研究和相关分析的结果,深入了解了我国小城镇供热发展的技术水平,小城镇居民的供热能源消费水平等。其次,论文以六个县级小城镇为例,利用所建立的社会成本指标模型,对八种常见的采暖系统从技术、经济、环保等方面进行了比选,得出了8种采暖系统的社会成本指标排序,并以此为基础提出了我国小城镇供热系统建设的基本技术路线和指导原则。 论文第二部分主要根据供热过程具有时变性,不易实时控制的特点,在供热控制过程中引入了自适应控制的概念。首先通过分析三种基于计量供热系统的控制方式,提出了以回水温度为主参数、供水压力为副参数,主调节器采用自适应控制的串级控制模式,为验证此控制模式的可行性和有效性,论文建立了计量供热二级热网的理论模型和实验模型,通过比较模拟和实测模型的输出误差,证明了实验模型的可靠性。其次,论文推导了广义最小方差控制器的结构,并以此结构为基础,提出了广义最小方差自校正显式算法和隐式算法。并以二级管网的供热过程为控制对象,通过仿真实验验证了两种算法的有效性。证明了自校正控制具有适应供热对象参数大范围变化,有效提高热网控制品质的重要特性。 论文的最后一章提出了一种神经网络自适应鲁棒控制器,来解决传统自适应控制中模型的在线辨识和控制器的在线设计问题,以达到对不确定非线性系统的高精度实时控制。


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