用于参数整定方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种控制参数整定方法和系统，属于控制参数整定技术领域。用于控制参数整定方法包括：根据所述控制参数的阶跃响应曲线进行两点法建模，得到所述阶跃响应曲线的传递函数的参数的初始值；对所述传递函数的参数进行寻优，根据寻优得到的传递函数的参数的优化值对所述传递函数进行优化；以及利用优化后的传递函数对所述控制参数进行整定。通过上述技术方案，本发明专利技术根据控制参数的阶跃响应曲线进行两点法建模并对传递函数进行优化，利用优化后的传递函数对控制参数进行整定，与传统智能计算建模相比，根据控制参数的阶跃响应曲线进行两点法建模缩小了智能计算建模的寻优空间，从而避免了算法陷入局部最优，同时大大缩减了辨识所需数据量。

【技术实现步骤摘要】
用于参数整定方法和系统
本专利技术涉及控制参数整定技术，具体地涉及控制参数整定方法和系统。
技术介绍
伴随着火力发电控制技术的提高与精细化控制的发展，对火力发电机组逻辑调试的参数整定的要求也越来越高，然而，传统的方法都是依赖经验进行试凑，这种方法很难满足控制精度要求。目前，基于模型的控制参数整定方法已经成为常态，如何能够既快又准地建模成为火电厂热控调试中的另一个难题。传统的两点法建模公式虽然简单，但是实际应用起来并不少耗费精力，而且建立的模型也比较粗糙，智能计算方法虽然可以建立相对准确的模型，然而往往建模所需数据量庞大而且建模时间长，所以也很难满足工程应用需要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种控制参数整定方法和系统，用于解决用于火电厂热控调试的准确和快速建模的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种控制参数整定方法，该方法包括：根据所述控制参数的阶跃响应曲线进行两点法建模，得到所述阶跃响应曲线的传递函数的参数的初始值；对所述传递函数的参数进行寻优，根据寻优得到的传递函数的参数的优化值对所述传递函数进行优化；以及利用优化后的传递函数对所述控制参数进行整定。优选地，所述传递函数的参数包括放大系数、时间常数和阶数，其中，所述阶数具有整数部分和小数部分。优选地，对所述传递函数的参数进行寻优包括：利用目标函数对所述阶数的小数部分进行寻优。优选地，所述利用目标函数对所述阶数的小数部分进行寻优包括：针对多个样本中的每一个样本的阶跃响应曲线的多个输出值的实际值、根据所述传递函数的参数的初始值计算得到的所述多个输出值的计算值及所述多个输出值的个数，分别计算拟合误差，得到多个拟合误差；以及将所述多个拟合误差中的最小值对应的传递函数的参数设定为寻优得到的传递函数的参数的优化值，其中所述传递函数的参数的优化值和所述传递函数的参数的初始值中的放大系数、时间常数和阶数的整数部分相同，所述传递函数的参数的优化值和所述传递函数的参数的初始值中的阶数的小数部分不同。优选地，根据所述控制参数的阶跃响应曲线进行两点法建模，得到所述阶跃响应曲线的传递函数的参数的初始值包括：根据所述阶跃响应曲线的初始值和结束值计算得到所选取的两点的输出值；根据所述阶跃响应曲线得到所述两点的输出值所对应的时间点；以及根据所述两点的输出值和所述两点的输出值所对应的时间点得到所述传递函数的参数的初始值。相应地，本专利技术还提供了一种控制参数整定系统，该系统包括：模型建立模块，用于根据所述控制参数的阶跃响应曲线进行两点法建模，得到所述阶跃响应曲线的传递函数的参数的初始值；参数优化模块，用于对所述传递函数的参数进行寻优，根据寻优得到的传递函数的参数的优化值对所述传递函数进行优化；以及参数整定模块，用于利用优化后的传递函数对所述控制参数进行整定。优选地，所述传递函数的参数包括放大系数、时间常数和阶数，其中，所述阶数具有整数部分和小数部分。优选地，对所述传递函数的参数进行寻优包括：利用目标函数对所述阶数的小数部分进行寻优。优选地，对所述传递函数的参数进行寻优包括：针对多个样本中的每一个样本的阶跃响应曲线的多个输出值的实际值、根据所述传递函数的参数的初始值计算得到的所述多个输出值的计算值及所述多个输出值的个数，分别计算拟合误差，得到多个拟合误差；以及将所述多个拟合误差中的最小值对应的传递函数的参数设定为寻优得到的传递函数的参数的优化值，其中所述传递函数的参数的优化值和所述传递函数的参数的初始值中的放大系数、时间常数和阶数的整数部分相同，所述传递函数的参数的优化值和所述传递函数的参数的初始值中的阶数的小数部分不同。优选地，根据所述控制参数的阶跃响应曲线进行两点法建模，得到所述阶跃响应曲线的传递函数的参数的初始值包括：根据所述阶跃响应曲线的初始值和结束值计算得到所选取的两点的输出值；根据所述阶跃响应曲线得到所述两点的输出值所对应的时间点；以及根据所述两点的输出值和所述两点的输出值所对应的时间点得到所述传递函数的参数的初始值。通过上述技术方案，本专利技术根据控制参数的阶跃响应曲线进行两点法建模并对传递函数进行优化，利用优化后的传递函数对控制参数进行整定，与传统智能计算建模相比，根据控制参数的阶跃响应曲线进行两点法建模缩小了智能计算建模的寻优空间，从而避免了算法陷入局部最优，同时大大缩减了辨识所需数据量。本专利技术实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术实施例，但并不构成对本专利技术实施例的限制。在附图中：图1是本专利技术提供的控制参数整定方法的流程图；图2是本专利技术提供的有自平衡的系统的阶跃响应曲线的示图；以及图3是本专利技术提供的控制参数整定系统的框图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术实施例，并不用于限制本专利技术实施例。图1是本专利技术提供的控制参数整定方法的流程图，如图1所示，该方法包括：步骤101，根据控制参数的阶跃响应曲线进行两点法建模，得到阶跃响应曲线的传递函数的参数的初始值；步骤102，对传递函数的参数进行寻优，根据寻优得到的传递函数的参数的优化值对传递函数进行优化；步骤103，利用优化后的传递函数对控制参数进行整定。本专利技术提供的控制参数整定方法可以用于火电厂热控调试领域，也可以用于其他领域。两点法建模是基于阶跃响应曲线进行的，图2是本专利技术提供的有自平衡的系统的阶跃响应曲线的示图，如图2所示的有自平衡系统的典型的传递函数可以表达为：式(1)中，K、T、n是与曲线形状有关的三个常数。K称为放大系数，T称为时间常数，n称为阶数。对应不同的阶跃响应曲线，K、T、n的数值也不一样。式(1)中的放大系数K根据式(2)来求取：其中，Δu为激励值，是已知量，表示阶跃响应的输入变化。阶数n根据表1得到，其中其中t1为响应值为0.4*(y(∞)-y(0))对应的时刻，t2为响应值为0.8*(y(∞)-y(0))对应的时刻，本领域技术人员应当理解，t1和t2的求取为经验公式，只代表某一输出值所对应的时刻，不具有其他特殊含义。表1本领域技术人员应当理解，表1中的数值为本领域常用的经验数值。时间常数T通过式(3)得到：具体来说，根据控制参数的阶跃响应曲线进行两点法建模，得到阶跃响应曲线的传递函数的参数的初始值包括：根据阶跃响应曲线的初始值和结束值计算得到所选取的两点的输出值；根据阶跃响应曲线得到两点的输出值所对应的时间点；以及根据两点的输出值和两点的输出值所对应的时间点得到传递函数的参数的初始值。在式(2)中的y(0)为阶跃响应曲线的初始值，y(∞)为阶跃响应曲线的结束值。一般情况下，两点法建模中所选取的两点为阶跃响应曲线上响应值为0.4*(y(∞)-y(0))的点及阶跃响应曲线上响应值为0.8*(y(∞)-y(0))的点，通过上文的描述，两点的输出值分别为0.4*(y(∞)-y(0))和0.8*(y(∞)-y(0))，两点的输出值所对应的时间点分别为t1和t2。这里阶跃响应曲线上的各个点的值是已知的并且是预先存储的。以上利用两点法进行建模的过程可以依据Excel的计算功能来实现，以避免本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制参数整定方法，其特征在于，该方法包括：根据所述控制参数的阶跃响应曲线进行两点法建模，得到所述阶跃响应曲线的传递函数的参数的初始值；对所述传递函数的参数进行寻优，根据寻优得到的传递函数的参数的优化值对所述传递函数进行优化；以及利用优化后的传递函数对所述控制参数进行整定。

【技术特征摘要】
1.一种控制参数整定方法，其特征在于，该方法包括：根据所述控制参数的阶跃响应曲线进行两点法建模，得到所述阶跃响应曲线的传递函数的参数的初始值；对所述传递函数的参数进行寻优，根据寻优得到的传递函数的参数的优化值对所述传递函数进行优化；以及利用优化后的传递函数对所述控制参数进行整定。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传递函数的参数包括放大系数、时间常数和阶数，其中，所述阶数具有整数部分和小数部分。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述传递函数的参数进行寻优包括：利用目标函数对所述阶数的小数部分进行寻优。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，对所述传递函数的参数进行寻优包括：针对多个样本中的每一个样本的阶跃响应曲线的多个输出值的实际值、根据所述传递函数的参数的初始值计算得到的所述多个输出值的计算值及所述多个输出值的个数，分别计算拟合误差，得到多个拟合误差；以及将所述多个拟合误差中的最小值对应的传递函数的参数设定为寻优得到的传递函数的参数的优化值，其中所述传递函数的参数的优化值和所述传递函数的参数的初始值中的放大系数、时间常数和阶数的整数部分相同，所述传递函数的参数的优化值和所述传递函数的参数的初始值中的阶数的小数部分不同。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述控制参数的阶跃响应曲线进行两点法建模，得到所述阶跃响应曲线的传递函数的参数的初始值包括：根据所述阶跃响应曲线的初始值和结束值计算得到所选取的两点的输出值；根据所述阶跃响应曲线得到所述两点的输出值所对应的时间点；以及根据所述两点的输出值和所述两点的输出值所对应的时间点得到所述传递函数的参数的初始值。6.一种控制参数整定系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金营，张秋生，董子健，董泽，王富强，岳建华，张立功，张隆阁，
申请(专利权)人：中国神华能源股份有限公司，北京国华电力有限责任公司，神华国华北京电力研究院有限公司，华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11