锅炉汽包水位的闭环辨识方法及相关设备技术

本申请实施例公开了一种锅炉汽包水位的闭环辨识方法及相关设备，用以解决锅炉汽包水位的闭环辨识问题。本申请实施例方法包括：获取锅炉汽包水位的初始水位设定值、初始水位输出值及水位稳态值；初始水位输出值数据集为锅炉汽包水位从第一稳定状态到第二稳定状态过程中按照采样周期采集到的水位值；根据初始水位设定值、初始水位输出值及水位稳态值获取中间水位设定值及中间水位输出值；对中间水位设置值及中间水位输出值进行计算，以获取目标水位设定值及目标水位输出值；对目标水位设定值及目标水位输出值进行计算，以获取目标水位反馈数据集；根据中间水位输出值及目标水位反馈数据集，确定锅炉汽包水位的辨识系数。确定锅炉汽包水位的辨识系数。确定锅炉汽包水位的辨识系数。

【技术实现步骤摘要】
锅炉汽包水位的闭环辨识方法及相关设备


[0001]本申请实施例涉及科学与工程的学科中的建模仿真领域，尤其涉及一种锅炉汽包水位的闭环辨识方法及相关设备。

技术介绍

[0002]汽包水位对象辨识主要是开环辨识，开环辨识是在汽包水位对象在手动状态下通过对给水流量进行扰动，根据汽包水位对象的水位输出量的动态变化从而辨识模型，然而一般情况下，开环辨识方法需要锅炉退出自动状态，对于汽包水位对象的安全稳定运行是极其不利的。
[0003]针对离散系统的闭环辨识方法由于得到的是离散系统，会使得系统特性分析以及控制器优化设计变的困难。此外，基于离散系统的闭环辨识方法对系统的采样周期很敏感，由于采样周期的不合理会造成辨识算法的运算病态，会使得基于辨识得到的离散系统的控制控制策略优化改进和先进控制方法实施失败。目前，闭环系统的研究多是针对一阶惯性加纯延迟对象的研究，针对锅炉汽包水位对象的闭环辨识方法研究还比较欠缺。此外，由于锅炉汽包水位对象可以存在前馈控制作用，而且，水位设定值变化往往采用阶跃变化，因此，当前的闭环辨识方法对基于前馈控制作用的锅炉汽包水位对象的实用性不高。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种锅炉汽包水位的闭环辨识方法及相关设备，用以解决锅炉汽包水位的闭环辨识问题。
[0005]本申请实施例提供了一种锅炉汽包水位的闭环辨识方法，包括：
[0006]获取锅炉汽包水位的初始水位设定值、初始水位输出值及水位稳态值；所述初始水位输出值数据集为所述锅炉汽包水位从第一稳定状态到第二稳定状态过程中按照采样周期采集到的水位值，所述初始水位设定值为所述采样周期对应的水位设定值，所述水位稳态值为所述锅炉汽包水位在第一稳定状态时的水位值；
[0007]根据所述初始水位设定值、所述初始水位输出值及所述水位稳态值获取中间水位设定值及中间水位输出值；
[0008]对所述中间水位设置值及所述中间水位输出值进行计算，以获取目标水位设定值及目标水位输出值；
[0009]对所述目标水位设定值及所述目标水位输出值进行计算，以获取目标水位反馈数据集；
[0010]根据所述中间水位输出值及所述目标水位反馈数据集，确定所述锅炉汽包水位的辨识系数，所述辨识系数用于确定所述锅炉汽包水位的传递函数，以控制锅炉汽包水位。
[0011]可选地，根据所述初始水位设定值、所述初始水位输出值及所述水位稳态值获取中间水位设定值及中间水位输出值包括：
[0012]将所述初始水位设定值或所述初始水位输出值均减去所述水位稳态值得到所述
中间水位设定值或所述中间水位输出值。
[0013]可选地，对所述中间水位设定值进行计算，以获取目标水位设定值包括：
[0014]将所述中间水位设定值代入水位设定计算式进行计算，以获取所述目标水位设定值，所述水位设定计算式为：
[0015]r
10
(i)＝r(i)，
[0016]r
11
(i)＝liΔT，
[0017][0018][0019]其中，所述i为所述采样周期的序号，所述l为所述闭环系统中的阶跃输入的幅值，所述ΔT为所述采样周期的时长，所述r
10
(i)、所述r
11
(i)、所述r
21
(i)和所述r
31
(i)为第i个所述目标水位设定值，所述r(i)为第i个所述中间水位设定值。
[0020]可选地，对所述中间水位输出值进行计算，以获取目标水位输出值包括：
[0021]将所述中间水位输出值代入水位输出计算式进行计算，以获取所述目标水位输出值，所述水位输出计算式为：
[0022]y
10
(i)＝y(i)，
[0023][0024][0025][0026]其中，所述i为所述采样周期的序号，所述j小于等于i，所述y(i)为第i个所述中间水位输出值，所述ΔT为所述采样周期的时长，所述y
10
(i)、所述y
11
(i)、所述y
21
(i)和所述y
31
(i)为第i个所述目标水位输出值。
[0027]可选地，所述闭环系统包括反馈控制器和前馈控制器，对所述目标水位设定值及所述目标水位输出值进行计算，以获取目标水位反馈数据集，包括：
[0028]根据所述反馈控制器的传递函数确定反馈控制器的比例增益系数、积分增益系数及微分增益系数，所述反馈控制器的传递函数为其中，所述k
p
、所述k
i
及所述k
d
为反馈控制器C(s)的比例增益系数、积分增益系数及微分增益系数，所述s为微分算子；
[0029]根据所述前馈控制器的传递函数确定前馈控制器的比例增益系数、积分增益系数及微分增益系数，所述前馈控制器的传递函数为其中，所述k
pf
、所述k
if
及所述k
df
为前馈控制器C
f
(s)的比例增益系数、积分增益系数及微分增益系数；
[0030]根据所述反馈控制器的比例增益系数、积分增益系数及微分增益系数和所述前馈控制器的比例增益系数、积分增益系数及微分增益系数，确定目标水位反馈数据集计算方
式；其中，所述目标水位反馈数据集计算方式为：
[0031]θ1(i)＝(k
d
+k
df
)r
10
(i)+(k
p
+k
pf
)r
11
(i)+(k
i
+k
if
)r
21
(i)
‑
k
d
y
10
(i)
‑
k
p
y
11
(i)
‑
k
i
y
21
(i)，
[0032]θ2(i)＝
‑
(k
d
+k
df
)r
11
(i)
‑
(k
p
+k
pf
)r
21
(i)
‑
(k
i
+k
if
)r
31
(i)+k
d
y
11
(i)+k
p
y
21
(i)+k
i
y
31
(i)，
[0033]θ3(i)＝
‑
y
11
(i)，
[0034]θ4(i)＝
‑
y
21
(i)；
[0035]其中，所述i为所述采样周期的序号，所述θ1(i)、所述θ2(i)、所述θ3(i)及所述θ4(i)为第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锅炉汽包水位的辨识方法，其特征在于，应用于闭环系统，所述方法包括：获取锅炉汽包水位的初始水位设定值、初始水位输出值及水位稳态值；所述初始水位输出值数据集为所述锅炉汽包水位从第一稳定状态到第二稳定状态过程中按照采样周期采集到的水位值，所述初始水位设定值为所述采样周期对应的水位设定值，所述水位稳态值为所述锅炉汽包水位在第一稳定状态时的水位值；根据所述初始水位设定值、所述初始水位输出值及所述水位稳态值获取中间水位设定值及中间水位输出值；对所述中间水位设置值及所述中间水位输出值进行计算，以获取目标水位设定值及目标水位输出值；对所述目标水位设定值及所述目标水位输出值进行计算，以获取目标水位反馈数据集；根据所述中间水位输出值及所述目标水位反馈数据集，确定所述锅炉汽包水位的辨识系数，所述辨识系数用于确定所述锅炉汽包水位的传递函数，以控制锅炉汽包水位。2.根据权利要求1所述的锅炉汽包水位的闭环辨识方法，其特征在于，根据所述初始水位设定值、所述初始水位输出值及所述水位稳态值获取中间水位设定值及中间水位输出值包括：将所述初始水位设定值或所述初始水位输出值均减去所述水位稳态值得到所述中间水位设定值或所述中间水位输出值。3.根据权利要求1所述的锅炉汽包水位的闭环辨识方法，其特征在于，对所述中间水位设定值进行计算，以获取目标水位设定值包括：将所述中间水位设定值代入水位设定计算式进行计算，以获取所述目标水位设定值，所述水位设定计算式为：r
10
(i)＝r(i)，r
11
(i)＝liΔT，(i)＝liΔT，其中，所述i为所述采样周期的序号，所述l为所述闭环系统中的阶跃输入的幅值，所述ΔT为所述采样周期的时长，所述r
10
(i)、所述r
11
(i)、所述r
21
(i)和所述r
31
(i)为第i个所述目标水位设定值，所述r(i)为第i个所述中间水位设定值。4.根据权利要求1所述的锅炉汽包水位的闭环辨识方法，其特征在于，对所述中间水位输出值进行计算，以获取目标水位输出值包括：将所述中间水位输出值代入水位输出计算式进行计算，以获取所述目标水位输出值，所述水位输出计算式为：y
10
(i)＝y(i)，
其中，所述i为所述采样周期的序号，所述j小于等于i，所述y(i)为第i个所述中间水位输出值，所述ΔT为所述采样周期的时长，所述y
10
(i)、所述y
11
(i)、所述y
21
(i)和所述y
31
(i)为第i个所述目标水位输出值。5.根据权利要求1所述的锅炉汽包水位的闭环辨识方法，其特征在于，所述闭环系统包括反馈控制器和前馈控制器，对所述目标水位设定值及所述目标水位输出值进行计算，以获取目标水位反馈数据集，包括：根据所述反馈控制器的传递函数确定反馈控制器的比例增益系数、积分增益系数及微分增益系数，所述反馈控制器的传递函数为其中，所述k
p
、所述k
i
及所述k
d
为反馈控制器C(s)的比例增益系数、积分增益系数及微分增益系数，所述s为微分算子；根据所述前馈控制器的传递函数确定前馈控制器的比例增益系数、积分增益系数及微分增益系数，所述前馈控制器的传递函数为其中，所述k
pf
、所述k
if
及所述k
df
为前馈控制器C
f
(s)的比例增益系数、积分增益系数及微分增益系数；根据所述反馈控制器的比例增益系数、积分增益系数及微分增益系数和所述前馈控制器的比例增益系数、积分增益系数及微分增益系数，确定目标水位反馈数据集计算方式；其中，所述目标水位反馈数据集计算方式为：θ1(i)＝(k
d
+k
df
)r
10
(i)+(k
p
+k
pf
)r
11
(i)+(k
i
+k
if
)r
21
(i)
‑
k
d
y
10
(i)
‑
k
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李炳楠，闫乃明，朱峰，梁正玉，李冰，吴振龙，
申请(专利权)人：润电能源科学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：