汽轮机组DEH参数辨识及实验平台设计的研究
Research of Parameter Identification for DEH and Designing of Test Platform
汽轮机数字电液控制系统(DEH)是当代液压技术、自动控制理论与计算机技术相结合的产物,DEH系统中的伺服执行环节(尤其是电液伺服阀)是非线性环节集中的关键部位,其调节品质及动态特性不仅影响到机组自身的经济性和安全性,也对电网安全稳定运行、保证电网频率质量起着至关重要的作用.因此,为了能够得到准确可靠的电液伺服调节环节乃至整个DEH系统的模型参数,有必要进行相关试验以及模型参数辨识的研究工作.首先,分析建立了包含非线性环节的DEH油动机伺服环节模型,同时通过仿真分析了非线性环节对系统调节性能的影响.对数字式伺服控制试验平台进行软硬件开发,消除了非线性环节带来的静差,通过USB方式实现了上下位机数据通讯,通过简单上位机操作产生了试验要求激励信号.其次,分析研究了DEH参数辨识方法,为了应对其中非线性环节,本文采用了粒子群优化算法(PSO),针对其易早熟收敛的缺陷,采用了基于双层进化的多粒子群寻优策略,利用仿真的手段验证了改进粒子群优化算法运用到DEH系统参数辨识中的准确性,辨识结果精度能控制在1%左右,与基本粒子群优化算法及遗传算法(GA)相比,性能有所提高.最后,对油动机伺服环节进行了参数辨识的现场试验研究,基于所设计研发数字式伺服控制试验平台,通过所获取伺服环节试验波形,辨识出了伺服环节的系统准确模型,并通过残差图分析验证了辨识结果与实际响应间的吻合程度,观察到不同幅值阶跃激励辨识出的电液转换器时间常数差别较大.综上,本文立足于DEH系统中的参数辨识研究,分析建立了伺服环节非线性模型,设计开发了数字式伺服控制试验系统,改进基本PSO算法,通过仿真及实验得到验证,建立的模型及参数辨识方法有效可靠,基于所设计试验平台的离线辨识简便准确.
- 作者：
- 明宏全
- 学位授予单位：
- 上海交通大学
- 专业名称：
- 机械工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2013年
- 导师姓名：
- 罗磊
- 中图分类号：
- TK263
- 关键词：
- DEH；数字式伺服控制试验系统；非线性；参数辨识；PSO算法
- DEH；Digital Servo Control System；Nonlinear model；Parameter identification；PSO