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基于多Agent系统的并列运行锅炉母管压力控制系统研究

侯逸文  
【摘要】:母管制电厂中,母管蒸汽压力是主要的被控对象,出于安全考虑必须将它控制在一定的范围内。然而由于母管压力对象具有大延迟特性,常规母管压力控制系统无法有效地完成控制任务。Agent是分布式人工智能的一门新技术,基于多Agent系统的分层分布式智能控制系统采用集散递阶控制系统结构,是解决地理上分布、控制功能上分散的复杂系统控制问题的发展方向之一。本文尝试运用Agent理论来设计新型的并列运行锅炉母管压力控制系统。此外,母管制机组间的负荷优化分配是母管制电厂运行中常遇到的问题之一。母管制电厂中的负荷优化分配要涉及到热、电两种不同的能量;而且母管制机组中的锅炉和汽轮机两者之间的动态特性有很大差异,因此需要采用不同负荷优化分配方案。现有的各种负荷优化分配方案都存在着不足,难以满足实际生产要求。人工免疫算法是模拟生物的免疫系统而形成的一种自适应全局优化概率搜索方法,本文尝试利用人工免疫算法来实现母管制机组负荷的优化分配。综上所述,本文的具体内容如下: 并列运行锅炉的动态数学模型研究 应用机理分析的方法,建立了并列运行锅炉的动态数学模型,这也是开展进一步工作的前提。建模过程中,并列运行锅炉炉膛、汽包、过热器的模型与单元机组的基本相同,不同的主要是母管的数学模型,本文将它作为集中参数和分布参数相结合的对象来处理。在模型的传递函数确定后,用simulink搭出其框架并进行仿真试验。 构架了基于多Agent系统的分层分布式控制系统的一般结构 本文详细介绍了Agent的有关理论,包括Agent的概念、结构和模型,并从控制论的角度出发,重新描述了Agent的各种特性。在多Agent系统的基础上,构架了基于多Agent系统的分层分布式控制系统的一般结构;并结合实际仿真算例,详细讨论了该系统的性能,它是本文提出的基于MAS的并列运行锅炉母管压力控制系统的理论基础之一。 基于多Agent系统的并列运行锅炉母管压力控制系统设计 设计基于MAS的并列运行锅炉母管压力控制系统是本文的主要研究内容。本文首先提出了一种改进的母管压力控制系统,然后在此基础上,结合多Agent理论设计了一种新型的并列运行锅炉母管压力控制系统。包括控制系统的总体结构设计和系统中各Agent的功能、结构和运行机制的设计等,同时还对系统的各种性能进行了仿真试验。 运用免疫算法解决母管制机组的负荷优化分配问题 本文的另一个主要研究内容是母管制机组负荷最优分配方案的确定。本文提出将一种新的智能优化算法—人工免疫算法应用于解决母管制机组的负荷优化分配问题。免疫算法是模拟生物的免疫系统而形成的一种自适应全局优化概率搜索方法,使用该方法对母管制机组的负荷进行优化分配,相比于其它的分配方法具有很大的优越性。 开发基于Matlab、Excel和InTouch的工业控制系统的仿真平台 本文提出了一种以Matlab模拟实际对象的运行状况,和工业监控软件相互配合的仿真方案,利用Matlab和工业监控软件等工具搭建起一个工业控制系统的仿真平台,并利用该平台来对本文建立的并列运行锅炉的动态数学模型进行了集成与仿真。


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