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基于小波变换的振动信号分析中能量泄漏的研究

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中国电机工程学报 2004年第10期24卷 238-243页

作者：张君韩璞董泽潘笑华北电力大学河北保定071003 武汉大学自动化系湖北武汉430072

该文就小波分析中的能量泄漏的问题进行了深入研究,分析了能量泄漏的原因,讨论了滤波器性能和信号能量所在频段对能量泄漏的影响,指出了采样频率和采样点数也是影响能量泄露的重要因素,应仔细选择以避免感兴趣的信息落入频带边缘。仿... 详细信息

该文就小波分析中的能量泄漏的问题进行了深入研究,分析了能量泄漏的原因,讨论了滤波器性能和信号能量所在频段对能量泄漏的影响,指出了采样频率和采样点数也是影响能量泄露的重要因素,应仔细选择以避免感兴趣的信息落入频带边缘。仿真及在故障诊断中的应用证明选择合适的小波函数、采样频率和采样点数可以有效地抑制谱泄漏现象,与理论分析的结论一致。根据该文所提出的方法来提取汽轮机故障征兆可以得到更高精度的结果。

关键词：能量泄漏频段采样频率小波变换滤波器采样点点数汽轮机故障频带仿真

基于免疫遗传算法优化的汽温系统变参数PID控制

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中国电机工程学报 2003年第9期23卷 212-217页

作者：王东风韩璞华北电力大学动力系河北保定071003

针对工程实际应用,提出了一种改进的变参数PID控制策略,新的控制策略不论对于调节还是设定值跟踪,均具有很好的控制效果,对于工业实际中常见的大滞后对象也有很好的抗干扰性能和较强的鲁棒性。为了使变参数PID控制取得更好的性能,提出... 详细信息

针对工程实际应用,提出了一种改进的变参数PID控制策略,新的控制策略不论对于调节还是设定值跟踪,均具有很好的控制效果,对于工业实际中常见的大滞后对象也有很好的抗干扰性能和较强的鲁棒性。为了使变参数PID控制取得更好的性能,提出了鲁棒整定的思想,并采用免疫遗传算法进行设计参数的鲁棒优化调整。通过对具有严重参数不确定性、多扰动以及大迟延的电厂主蒸汽温度被控对象进行的仿真研究结果表明,基于免疫反馈和遗传机制的免疫遗传算法具有全局优化的能力,对变参数PID控制的参数优化设计是成功和有效的,使得具有多模型特性的汽温控制系统在不同的负荷下均获得很好的调节品质。同时也表明,免疫遗传算法和变参数PID控制均具有较好的发展前景,可用于某些多模型系统的同时整定设计。

关键词：锅炉汽温系统变参数PID控制免疫遗传算法优化

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汽轮机振动信号的最优小波包基消噪与检测

动力工程 2005年第1期25卷 92-96,120页

作者：韩璞张君董泽潘笑华北电力大学自动化系保定071003 武汉大学自动化系武汉430072

在利用小波包进行汽轮机振动信号的消噪和检测时,最优小波包基和消噪阈值的选取是必须解决的两个关键问题。通过对基于shannon熵的最优小波包基的快速搜索算法的探讨,提出了基于最优小波包基的汽轮机振动故障信号的消噪与检测方法;对于... 详细信息

在利用小波包进行汽轮机振动信号的消噪和检测时,最优小波包基和消噪阈值的选取是必须解决的两个关键问题。通过对基于shannon熵的最优小波包基的快速搜索算法的探讨,提出了基于最优小波包基的汽轮机振动故障信号的消噪与检测方法;对于消噪阈值的选取,提出一种以小波包能量为基础,以原始信号与降噪后信号之间的均方误差(MSE)极小化为目标的基于小波包的降噪算法,并与传统的Donoho的硬阈值降噪算法作了比较。结果表明:在故障检测前先采用最优小波包基方法对故障信号进行消噪,有利于提高汽轮机振动检测的准确性。

关键词：动力机械工程汽轮机故障检测最优小波包基降噪算法消噪阈值

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有机朗肯循环余热利用系统的多模型预测控制

系统仿真学报 2017年第11期29卷 2811-2819页

作者：韩璞张婷华北电力大学河北省发电过程仿真与优化控制工程技术研究中心保定071003

针对有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)余热利用系统大范围运行工况(膨胀机转矩[20,35]expF?N·m,工质泵转速[300,550]ppR?r/min)的控制问题,提出基于线性离线多模型的多模型预测控制策略。对ORC实际运行过程中的不同工况进行基... 详细信息

针对有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)余热利用系统大范围运行工况(膨胀机转矩[20,35]expF?N·m,工质泵转速[300,550]ppR?r/min)的控制问题,提出基于线性离线多模型的多模型预测控制策略。对ORC实际运行过程中的不同工况进行基于离线线性模型的预测控制器设计。综合考虑当前时刻系统输出残差与输出残差累积值,设计切换策略,对不同运行工况下的子控制器进行切换。设计仿真实验对该算法在大范围运行工况的ORC系统上的控制效果进行验证。结果表明,多模型预测控制能够适用于大范围运行工况的ORC系统,并取得良好的控制效果。

关键词：有机朗肯循环余热利用系统大范围工况多模型预测控制

基于对角递归神经网络整定的PID解耦单元机组负荷控制系统

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动力工程 2004年第6期24卷 809-812,818页

作者：刘红军韩璞于希宁华北电力大学自动化系保定071003

针对火电厂单元机组具有多变量强耦合、非线性及参数时变的受控对象,提出了基于对角递归神经网络整定的PID解耦控制方法,其主要特点是能够提供一个对角递归神经网络来辩识系统模型,进而对PID控制器参数进行整定,实现多变量解耦控制。通... 详细信息

针对火电厂单元机组具有多变量强耦合、非线性及参数时变的受控对象,提出了基于对角递归神经网络整定的PID解耦控制方法,其主要特点是能够提供一个对角递归神经网络来辩识系统模型,进而对PID控制器参数进行整定,实现多变量解耦控制。通过对火电机组负荷控制系统的设计和仿真研究,表明系统达到了动态近似解耦、静态完全解耦和无静差跟踪,并具有响应速度快,鲁棒性好等特点。

关键词：自动控制技术单元机组对角递归神经网络(DRNN) 解耦控制 PID控制负荷控制

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主汽温系统模糊自适应内模控制

中国电机工程学报 2008年第23期28卷 93-98页

作者：黄宇韩璞李永玲华北电力大学自动化系河北省保定市071003 保定电力职业技术学院动力系河北省保定市071051

基于内模控制理论,针对火电厂主汽温被控对象的大惯性、大迟延、时变、多干扰的特点,设计了内模–比例串级控制系统,并将量子遗传算法应用于滤波器参数的寻优。并在此基础上结合T-S模糊建模和自适应控制技术,提出了模糊自适应内模控制(f... 详细信息

基于内模控制理论,针对火电厂主汽温被控对象的大惯性、大迟延、时变、多干扰的特点,设计了内模–比例串级控制系统,并将量子遗传算法应用于滤波器参数的寻优。并在此基础上结合T-S模糊建模和自适应控制技术,提出了模糊自适应内模控制(fuzzyad aptive internal model control,FAIMC)策略。该方案实现简单,对工况变化具有优良的适应性。对某超临界600MW直流锅炉主汽温系统4种典型工况进行仿真控制,其过渡过程时间短,超调量小,适用于大惯性、大迟延过程的控制,控制效果明显优于串级PID控制。为克服负荷变化对主汽温系统性能的影响,采用模糊自适应内模控制策略分别进行了升降负荷实验。仿真结果表明:提出的控制系统能较好的适应对象动态模型的大幅度变化,保持较优的调节性能。

关键词：主汽温系统内模控制 T—S模糊建模量子遗传算法

基于粒子群优化的混沌系统比例-积分-微分控制

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物理学报 2006年第4期55卷 1644-1650页

作者：王东风韩璞华北电力大学自动化系保定071003

基于比例-积分-微分(PID)控制算法的简单性和实用性,但对于复杂非线性系统控制时参数的难以确定问题,运用集群智能中的改进粒子群算法进行PID控制器的优化,并应用于若干混沌系统的控制.对H啨non混沌、Duffing混沌、六辊UC轧机混沌、Nagu... 详细信息

基于比例-积分-微分(PID)控制算法的简单性和实用性,但对于复杂非线性系统控制时参数的难以确定问题,运用集群智能中的改进粒子群算法进行PID控制器的优化,并应用于若干混沌系统的控制.对H啨non混沌、Duffing混沌、六辊UC轧机混沌、Nagumo-sato神经元混沌、Chen氏混沌以及永磁同步电动机混沌的控制进行了仿真研究.研究结果表明:用PID进行混沌系统的输出反馈控制是有效的,从而拓宽了PID控制的应用范围;用简单方法控制复杂混沌系统是完全可能的,对混沌系统的控制具有较好的参考价值;粒子群优化算法对复杂混沌系统PID控制参数的优化不仅算法简单、易于编程,而且十分有效.

关键词：混沌比例-积分-微分控制粒子群优化算法 Chen氏混沌

量子遗传算法优化RBF神经网络及其在热工辨识中的应用

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中国电机工程学报 2008年第17期28卷 99-104页

作者：董泽黄宇韩璞华北电力大学控制科学与工程学院河北省保定市071003

量子遗传算法是基于量子计算原理的概率优化方法,在量子门更新过程中,旋转角的大小直接影响优化的结果和进化的速度。文中针对模糊量子遗传算法(FQGA)容易导致系统陷入局部最优的缺点,将量子衍生交叉算法的思想引入FQGA,提出了一种新的... 详细信息

量子遗传算法是基于量子计算原理的概率优化方法,在量子门更新过程中,旋转角的大小直接影响优化的结果和进化的速度。文中针对模糊量子遗传算法(FQGA)容易导致系统陷入局部最优的缺点,将量子衍生交叉算法的思想引入FQGA,提出了一种新的量子遗传算法。同时利用该方法构造径向基函数神经网络进行非线性系统辨识。其特点是通过这种新的量子遗传算法,实现对RBF神经网络权值、宽度和中心位置等有关参数的估计。其速度快、精度高。通过RBF神经网络有效地完成了对非线性系统的辨识。对典型非线性函数辨识的测试表明:该方法有效地提高了量子遗传算法的计算精度和收敛速度。同时利用该方法设计了一种通用的热工对象模型辨识神经网络算法,编制了专用的模型识别软件,对某电厂循环流化床锅炉一次风对床温的动态特性进行辨识,结果表明该方法是一种精度比较高的辨识算法。

关键词：热工过程系统辨识径向基函数神经网络量子遗传算法

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主汽温系统模糊自适应预测函数控制

中国电机工程学报 2003年第10期23卷 230-235页

作者：王国玉梅华韩璞王东风华北电力大学动力工程系河北保定071003 上海交通大学自动化系上海200030

提出了基于有限脉冲响应(FIR)模型的预测函数控制(PFC)算法,给出了采用1个基函数(阶跃函数)和2个基函数(阶跃函数、斜坡函数)的控制律的解析解,分析了闭环系统稳态特性,结果表明,系统对于设定值变化和输出扰动均无余差。结合该算法、T-... 详细信息

提出了基于有限脉冲响应(FIR)模型的预测函数控制(PFC)算法,给出了采用1个基函数(阶跃函数)和2个基函数(阶跃函数、斜坡函数)的控制律的解析解,分析了闭环系统稳态特性,结果表明,系统对于设定值变化和输出扰动均无余差。结合该算法、T-S模糊建模和自适应控制技术,提出了模糊自适应预测函数控制(FAPFC)策略,该方法实现简单,对工况变化具有优良的适应性。针对某超临界600MW直流锅炉主汽温对象,设计预测函数-比例(PFC-P)串级控制系统,经4种典型工况下的阶跃响应试验表明,采用PFC-P串级控制策略的主汽温系统具有良好的动态性能,明显优于采用PID-P串级控制策略的主汽温系统;为了克服负荷变化对主汽温系统性能的影响,采用了FAPFC策略,仿真结果表明,系统具有良好的负荷适应性,负荷大范围升降时,主汽温度变化能维持在5℃以内,而且控制量变化平稳,具有较高的工程实用价值。

关键词：锅炉主汽温系统模糊建模预测函数控制自适应控制有限脉冲响应模型