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基于单神经元的湿法烟气脱硫吸收塔控制系统研究

王涛  
【摘要】:随着国民经济的快速发展,人们对生活质量的要求不断提高,大气污染问题也成为人们关注的焦点。火电厂燃煤排放的二氧化硫作为主要的大气污染物之一,控制和减少其排放量是当前我国控制大气污染领域最首要的任务。吸收塔系统作为湿法烟气脱硫系统中最重要的一环,由于其被控对象存在着非线性、大迟延和大惯性等特点,目前的常规PID控制在现场实际应用中难以达到更高的控制质量要求,因此需要对其进行进一步的研究。论文对湿法烟气脱硫系统的基本工作原理进行了简要阐述,对影响脱硫效率的因素进行了分析,选取了吸收塔浆液PH值控制系统为研究对象并采用试验建模的方法建立了吸收塔浆液阀和吸收塔浆液池的数学模型。对吸收塔浆液PH值控制系统进行分析,建立了基于单神经元控制器的串级控制系统,单神经控制是一种简单的神经网络控制,其能够实现权值参数的在线学习和修改,在进行吸收塔浆液PH值控制时能够实现控制参数的自适应。考虑到吸收塔系统难以建立精确地数学模型,为了进一步提升系统的控制品质,论文还对单神经元控制器进行了优化,引入二次型性能指标的概念优化神经元权值参数的寻优过程,进一步提升控制系统的响应速度。针对设计的控制方案在MATLAB中建立仿真控制模型并进行仿真研究。在系统输入为单位阶跃信号的情况下将两种控制方案与PID控制进行对比,仿真结果表明,优化后的单神经元控制能够实现权值参数的快速寻优,在保证系统无超调的情况下能够加快系统的响应时间。之后还对提出的控制方案进行了扰动量输入仿真和被控对象参数变化等一系列仿真,验证了优化后的控制方案具有更好的鲁棒性。


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