基于非线性系统辨识的蒸汽管网输配效率

目录目录 (1)摘要 (3)第一章概论 (5)1.1 课题来源 (5)1.2 水箱控制策略的研究 (5)1。

3 本文研究课题 (6)第二章三容水箱系统简介及数学模型 (7)2。

1 三容水箱系统的总体结构及工作原理 (7)2。

1。

1 三容水箱试验系统的总体结构 (7)2。

1。

2 三容水箱试验台控制结构的组成 (8)2.1。

3 单入单出一阶对象的结构 (9)2.2 三容水箱系统的特点 (10)2。

3 实验建模法推导三容水箱系统的数学模型 (10)2。

4 系统的性能分析 (12)2。

5 本章小结 (15)第三章基于三容水箱系统的PID控制算法研究 (15)3。

1 PID控制原理简介 (15)3。

2 基于Z—N的算法实现 (17)3。

2。

1 数字PID控制算法简介 (17)3。

2。

2 积分分离PID控制算法 (18)3。

2.3 基于Z—N整定法的Kp、Ki、Kd控制参数整定 (20)3.3 基于遗传算法的PID控制的设计 (23)3。

3.1 遗传算法简介 (23)3。

3.2 基于遗传算法PID参数整定的算法设计 (25)3。

4 适应度目标函数讨论 (31)3。

5 基于自适应遗传算法改进的PID参数整定 (32)3.5.1 自适应遗传算法 (32)3。

5。

2 基于自适应遗传算法求解最优化模型 (34)3.6 基于自适应遗传算法的改进 (36)3.7 本章小结 (38)第四章总结 (38)4.1 结论 (38)4.2 后续工作 (39)参考文献 (39)致谢 (40)附录1 常规遗传算法PID整定程序 (41)附录2 计算目标函数值的子程序chap5-3f.m (48)附录3 基于自适应遗传算法的PID整定程序 (50)附录4 快速仿真曲线程序 (56)摘要我们知道三容水箱系统是工业过程控制中许多被控对象的典型抽象模型，在非线性、大惯性过程控制研究应用中具有广泛代表性.近年来国内外许多学者对三容水箱系统的建模方法、控制算法及故障诊断等方面进行了探讨。

《流体输配管网》教学大纲课程编码：1812151402课程名称：流体输配管网学时/学分：32/2（讲授28学时、实践4学时）关联课程：工程热力学；传热学；流体力学；暖通空调；通风工程；建筑给排水工程；燃气输配；建筑消防工程适用专业：建筑环境与能源应用工程开课教研室：建筑环境与能源应用工程课程类别与性质：专业课程，选修一、课时分配与考核权重按照学校的整体要求，基于对教学目标及基本知识、基本技能、基本素养的分析，本课程的内容依据高等学校建筑环境与能源应用工程专业教育的培养目标以及毕业生基本要求和培养方案，选定流体输配管网的功能与类型、气体管网水力特征与水力计算、液体管网水力特征与水力计算等8部分内容，共32学时，2学分。

要求教师在授课过程中围绕课内教与学、课外导与做紧密结合等环节，推进考评方式改革，重视过程性评价，突出基于能力的非标准化答案考试。

基于该教学考核评价思路，本课程主要以课后作业、课程实验、设计作品、期末测试等方式对学生进行考核评价，其中课后作业、课内实验、设计作品等过程性评价占评价权重的60%，期末考试占评价权重的40%。

课时分配与考核权重一览表二、课程资源库1.参考书(1)陆耀庆.实用供热空调设计手册（第二版）.中国建筑工业出版社.2008.(2)关文吉.供暖通风空调设计手册（第一版）.中国建材工业出版社.2016.(3)全国勘察设计注册公用设备工程师暖通空调专业考试复习教材（第三版）.中国建筑工业出版社.2013(4)民用建筑供暖通风与空气调节设计规范.GB50736-2012.中国建筑工业出版社.2012-01.(5)建筑给水排水设计规范(2009年版) .GB50015-2003.中国计划出版社.2010-05.(6)城镇供热管网设计规范.CJJ34-2010.中国建筑工业出版社.2010-10.(7)全国民用建筑工程设计技术措施（2009）／暖通空调.动力.中国计划出版社.2009-12.(8)全国民用建筑工程设计技术措施（2009）／给水排水.中国计划出版社.2009-12.2.期刊(1)超高层建筑空调水系统竖向分区研究.张铁辉,赵伟.暖通空调，2014(05).(2)空气源热泵热水系统研究.杜玉清.制冷与空调2015(10).(3)空调水系统中电动调节阀流量特性研究.沈列丞.马伟骏.暖通空调，2011(12).(4)空调系统冷水泵并联变频优化运行.王亮.卢军.暖通空调，2011(12).(5)供暖系统循环水泵特性曲线拟合与工况计算.岳少青.李德英.暖通空调，2005(06).(6)离心风机的无因次性能曲线.张立奎.曾胜学.南昌大学学报(工科版) 2013(03).(7)基于相似理论的风机性能快速计算模型.王路飞.谷波.流体机械2012(07).(8)自力式平衡阀在水力平衡调试中的应用.陈轲.吴春玲.供热制冷2015(09).(9)从热网水力平衡调试探索采暖空调水系统节能途径.高靖哲.建筑节能2010(11).(10)静态水力平衡阀工程应用分析.刘新民.暖通空调2012(10).(11)区域供冷供热系统水力平衡节能潜力及其调节方法.林杨.制冷与空调2016(15).(12)Establishment and solution of the model for loop pipeline network withmultiple heat sources.JIE P E,ZHU N. Energy，2014(05).(13)Designing and commissioning variable flow hydronic systems, Avery, Gil.ASHRAE .1993(07).3.网络资源(1) /serie_400050529.shtml超星学术视频，流体输配管网，龚光彩，湖南大学.(2) 精品课，供热工程，田玉卓. 石家庄铁道学院.(3) /kcms/kcfzdlsyg.htm长安大学，资源共享课，王彤，建筑给水排水工程.(4)银符考试题库.新乡学院，党政机构，图书馆，电子资源，教辅资源库，银符考试题库.(5)暖通空调在线.(6)网易土木在线.三、教学内容及教学基本要求第1—2学时第一章流体输配管网的功能与类型第一节气体输配管网的功能与类型第二节液体输配管网的功能与类型第三节相变流或多相流管网的功能与类型第四节流体输配管网的基本功能、基本组成与基本类型。

中国石油天然气股份有限公司华北石化分公司，河北沧州 062550[摘要]本文介绍了某炼油厂蒸汽平衡模型精确化系统的架构；针对该炼油厂蒸汽的产耗状况，在机理仿真模型的基础上，构建全厂蒸汽管网在线与离线优化精确化系统；在线系统包括：实时监控、保温性能测算、管网压力预测、智能优化控制、经济分析模块、调度方案优化模块和应急预案验证模块。

离线系统包括：调度方案优化模块和应急预案验证模块。

依托于这些功能，此系统可实现蒸汽产、用、外购等过程精细化管控。

保温性能测算可辅助判断保温不良管道区域，减少能源损耗。

蒸汽管网压力智能优化控制考虑管网蒸汽不平衡量变化、管网存量变化率、管网存量、产耗蒸汽装置负荷变化进行优化控制，从而提升蒸汽管网的压力平稳控制与优化。

异常工况优化方案可以根据模拟事故，提供最佳的装置降负荷或停车方案，使得异常工况下管网压力得以稳定控制，减少蒸汽浪费，精准降负荷或停工，从而提高炼厂整体效益。

[关键词]蒸汽管网智能模型；实时监控；调度优化；管网压力智能控制与优化[中图分类号]TQ [文献标识码]A引言蒸汽是炼化企业的重要能源部分，在各装置运行过程中有重要作用[1]。

一般来说，各装置根据不同工艺需求主要应用中压、低压、低低压三个等级的蒸汽。

其中，低压、低低压蒸汽都是直接或间接由中压蒸汽降级而来。

中压蒸汽的来源有三个，锅炉装置产汽、外购中压蒸汽与生产装置产汽。

一般来说，生产装置的产汽量，不作为调节手段。

三个等级的蒸汽管网相互影响，一个管网的压力波动，往往造成蒸汽的浪费并影响生产平稳运行，如能提高全局的过程控制水平，不仅能减少能源浪费，更能提高装置平稳运行率[2]。

1蒸汽平衡模型精确化系统1.1 蒸汽平衡模型精确化系统概述本优化系统中，我们对蒸汽的能源优化措施主要分为以下几个方面。

第一，调度优化：通过产汽、购汽与购电经济性分析，我们可以根据燃气燃油价值分析产汽成本、购汽价格以及发电成本、购电价格的关系，以系统的实际运行成本最小化为目标函数，得到最佳运行方案。

系统建模与仿真在制冷空调系统中的应用城建学院暖通工程 272081404001 朱琴1、简述仿真技术的应用自20 世纪60 年代开始,仿真技术开始在制冷、空调领域开始得到应用。

经过几十年的发展,这种技术在该领域内得到了充分的研究和广泛的应用,对制冷空调系统的运行特性研究、产品技术创新起到了非常重要的作用。

传统的制冷、空调装置设计手段是开发研究人员提出一种系统方案,并制出相应的样机,然后在实验台上进行样机性能测试,通过实验对装置的可靠性和运行效率进行改进。

从理论上讲,实验改进方法是一种科学严谨的研究方法,但由于实验条件、测试精度、经济条件以及开发时间上的限制,使其无法对装置的实际运行进行较全面的预测和较理想的改进。

而仿真技术则可以帮助人们更有效地利用计算机手段最大限度地改进所研究系统的性能。

通过计算机仿真,原来需要在实际装置上进行的实验,很多就可以在计算机上实现,这样不仅可以节省大量的实验费用,而且节省开发时间,使厂家根据市场开发产品的反应速度大大加快。

计算机仿真模型在房间空调器系统中得到应用以来,有关房间空调器系统及部件的仿真模拟得到了越来越深入的研究。

房间空调器模拟的目的之一是对现有的房间空调器系统的性能进行校核,其次是通过改变系统或部件的结构实现系统的最优化设计,同时为控制系统提供被控软件。

仿真模拟的最终目的是期望最大限度地代替实验。

2、仿真技术的概念和特点仿真技术是计算机技术的一种,它的产生和发展有着浓厚的工程实际应用背景。

所谓仿真,就是指通过研究一个能代表所研究对象的模型来代替对实际对象的研究。

计算机仿真就是在计算机上用数字形式表达实际系统的运动规律。

计算机仿真技术具有如下特点:a.利用对系统和过程的仿真模拟方法取代传统的实验方法,可以节省大量人力物力,同时还能提高开发效率,缩短开发时间。

b.加强了对过程特性的研究和分析,即逐步以动态分析方法取代传统的静态分析方法,使建立的数学模型更加接近实际的系统或过程,准确性提高。

职称评审-暖通与燃气-供暖真题及答案三[单选题]1.下列集中供暖系统热媒及参数选择表述中，何项是错误的？（）A.热水供暖系统（江南博哥）热能利用率比蒸汽供暖系统高B.蒸汽供暖系统在地形起伏很大的建筑区内，与用户连接方式简单C.承担工业建筑供暖、通风和生活热水热负荷的厂区锅炉房，应采用不高于80℃的热水为热媒D.当区域锅炉房与热电厂联网运行时，应采用以热电厂为热源的供暖系统的最佳供、回水温度正确答案：C参考解析：C选项工业建筑当厂区只有供暖用热或以供暖用热为主时，宜采用高温水作热媒（高于100℃）；D选项：AB选项参考以下热媒优缺点总结：以水为热媒相比于蒸汽：（1）热水供暖系统的热能利用率高。

（2）以水作为热媒用于供暖时，可以改变供水温度来进行供热调节，既能减少热网热损失，又能较好地满足卫生要求。

（3）由于系统中水量多，水的比热容大，热水供暖系统的蓄热能力高，供暖稳定。

（4）热水供暖系统可以远距离输送，供暖半径大。

（5）在以热电厂为热源的情况下，可以充分利用汽轮机低压抽气，得到较高的经济效益。

以蒸汽为热媒相比于热水：（1）蒸汽适用面更广，能满足多种热用户的要求特别是生产工艺用热。

（2）蒸汽管网输送所消耗的电能远低于热水系统。

（3）蒸汽在散热器或换热器中，因温度和传热系数都比水高，可以减少散热设备面积，降低设备费用。

（4）蒸汽的密度很小，在一些地形起伏很大的地区或高层建筑中，不会产生如热水供暖那样大的静水压力，用户的连接方式简单，运行方便。

[单选题]2.某热水地面辐射供暖系统的加热管采用PP-R塑料管（管径De20），在下列施工安装要求中，哪一项是不正确的？（）A.加热管直管段固定装置的间距为500～700mmB.加热管管间距安装误差不大于10mmC.加热管的弯曲半径为200mmD.与分、集水器连接的各环路加热管的间距小于90mm时，加热管外部设柔性套管正确答案：D[单选题]3.散热器供暖系统的整个供暖期运行中，能够实现运行节能的主要措施是哪项？（）A.外网进行量调节B.外网进行质调节C.供暖系统的热计量装置D.系统中设置平衡阀正确答案：A参考解析：供热系统实现节能的主要措施为根据用户热负荷的变化，通过变流量的外网量调节方式节省燃料消耗量及系统输配能耗。

基于人工智能的PID算法研究（可编辑）基于人工智能的PID算法研究扬州大学硕士学位论文基于人工智能的PID算法的研究姓名:顾志强申请学位级别:硕士专业:计算机技术指导教师:张天平20091101摘要现代控制系统,规模越来越大,系统越来越复杂,用传统的控制理论方法已不能满足控制的要求。

智能控制是在经典控制理论和现代控制理论的基础上发展起来的,是控制理论、人工智能和计算机科学相结合的产物。

传统控制是经典控制和现代控制理论的统称,它们的主要特征是基于模型的控制。

由于被控对象越来越复杂。

其复杂性表现为高度的非线性,高噪声干扰、动态突变性以及分散的传感元件,分层和分散的决策机构、多时间尺度,复杂的信息结构等,这些复杂性都难以用精确的数学模型微分方程或差分方程来描述。

除了上述复杂性以外, 往往还存在着某些不确定性,不确定性也难以用精确数学方法加以描述。

然而,对这样复杂系统的控制性能的要求越来越高,这样一来,基于精确模型的传统控制就难以解决上述复杂对象的控制问题。

在这样复杂对象的控制问题面前,人们将人工智能的方法和反馈控制相结合,解决复杂系统面临的复杂控制系统的难题。

智能控制主要分为逻辑控制、神经网络控制和实时专家系统。

研究的主要目标不仅仅是被控对象,同时也包含控制器本身。

文中介绍了传统的控制原理, 分为位置式和增量式,计算机控制是数字控制。

一些改进的控制算法是针对实际应用中的不足提出的,如积分分离式控制算法,抗积分饱和算法,变速积分算法等,实际应用中,控制又分为简单控制和串级控制,对一些典型的控制算法。

对仿真结果进行了对比分析,说明了改进算法的作用。

本论文对智能控制的一个分支??人工智能控制的算法进行了研究。

将人工智能控制算法与经典的调节器以及控制方法相结合,对一个三阶时滞系统进行了仿真控制研究。

仿真结果表明,用这种思想设计的控制器改善了单一控制方法的控制性能。

在仔细分析人工智能控制算法和控制器的基础之上,将二者结合,相互取长补短,使其算法与单一的控制器比较起来,在快速性、稳定性上有较明显的改善。