基于神经网络解耦控制器的热网控制研究

摘要

随着城市建设飞速发展，节能、降耗及环保意识的增强，集中供热成为我国北方城市供热的大势所趋。它是节约燃料、改善环境及实现城市生活现代化的一项重要技术措施和政策。如何有效地控制和管理整个热力系统，提高热力系统的经济效益和社会效益，成为各供热企业急需解决的重要课题。由此导致集中供热网的运行调节和控制策略等相关问题应运而生。 本文以实验室热网装置的控制为基础，旨在对集中供热网的运行调节和控制方法进行研究，主要进行了以下几方面的工作： 对国内外集中供热系统的运行调节和控制技术进行了概述，并从按需供热和均匀供热的角度进行了进一步阐述。然后针对我国集中供热网的特点和存在的问题采用了适合国情的基于温度的流量控制方法。 系统地讨论了集中供热系统流量调节的神经网络解耦控制策略，并针对集中供热网这种具有大滞后、大惯性、非线性、强耦合特性的系统，设计了基于非线性多变量的神经网络解耦控制器，并随后深入探讨了该控制器的特性和具体的设计思想。 详细介绍了实验室热网系统硬件装置的组成、实时热网监控系统软件平台的设计开发、神经网络解耦控制器的具体实现。结果表明，该控制器能够合理的分配各热力子站一次网侧的流量，使各用户二次网供回水平均温度趋于一致，进而实现全网内热量的合理分配，提高供热网的供热质量，达到了集中供热的整体目标即稳定供热和均匀供热。

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引言

1绪论

1.1国内外集中供热系统现状

1.1.1国外现状

1.1.2国内现状

1.2基于神经网络解耦控制器的流量控制策略

1.3课题研究的目的、意义及内容

1.3.1课题研究的目的和意义

1.3.2课题研究的主要内容

2集中供热网的总体控制方案

2.1集中供热系统的特性

2.2集中供热系统控制的基本方法

2.2.1按需供热

2.2.2均匀供热

3基于神经网络解耦控制的热网流量调节控制器

3.1人工神经网络简介

3.2 BP神经网络介绍

3.2.1人工神经元模型

3.2.2 BP神经网络的模型结构

3.2.3 BP神经网络算法及其改进

3.3集中供热网的工程概况

3.3.1集中供热网的体系结构

3.3.2集中供热网分布式微机监控系统

3.3.3集中供热网的常规控制策略

3.4神经网络解耦控制器的设计与实现

3.4.1控制器的设计方案

3.4.2被控参数的确定

3.4.3供回水温度值的求取

3.4.4神经网络解耦控制器的具体实现

4神经网络解耦控制器在实验室热网流量调节中的应用

4.1实验室热网系统硬件介绍

4.1.1实验室热网装置的硬件组成

4.1.2实验室热网的控制器介绍

4.2实验室热网监控平台的软件开发

4.2.1监控平台的结构

4.2.2监控平台软件设计流程

4.2.3监控平台各功能块的具体实现

4.3神经网络解耦控制器在实验室热网流量调节中的实际效果分析

4.3.1实际控制参数的确定

4.3.2实际温度控制效果

结论

参考文献

附录A 实验室热网监控部分主程序

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢