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基于运行安全的频率控制性能评价新方法

电工技术学报 2019年第6期34卷 1218-1229页

作者：常烨骙李卫东巴宇刘娆王海霞大连理工大学电气工程学院大连116024

目前我国电网在频率控制性能评价方面实施的"时段CPS标准",存在指标设计缺乏理论依据、评价方式过于严苛等不足,导致一些电网出现机组调节频繁、评价结果与控制效果不匹配的现象。本文从系统安全运行的角度出发,以《电力系统安全稳定控... 详细信息

目前我国电网在频率控制性能评价方面实施的"时段CPS标准",存在指标设计缺乏理论依据、评价方式过于严苛等不足,导致一些电网出现机组调节频繁、评价结果与控制效果不匹配的现象。本文从系统安全运行的角度出发,以《电力系统安全稳定控制技术导则》为依据,抽象出频率控制的要求:正常运行情况下保证频率留有一定的安全裕度;Ⅰ类扰动情况下限制频率持续越限的时间。鉴于此,提出新的频率安全评价方法(FSAM),包括评价指标和评价方式的设计,以此对区域在正常情况和Ⅰ类扰动情况下的控制行为进行规范和评价。算例仿真表明:本文方法能够引导控制区域进行有利于系统安全运行的调节行为,保证频率在安全范围内变化,且能够减少机组调节次数,提高运行的经济性。

关键词：频率调节有功平衡自动发电控制运行安全控制性能评价

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最小有理熵的非高斯批次过程控制性能评价

现代电子技术 2022年第11期45卷 88-94页

作者：马建飞任密蜂阎高伟程兰太原理工大学电气与动力工程学院山西太原030000

当前对于批次过程控制系统的性能评价方法都是在扰动服从高斯分布的假设条件下给出的,然而,在实际工业生产过程中,扰动不一定服从高斯分布。现有关于非高斯控制系统性能评价的方法主要适用于连续过程,不能直接应用于批次过程。针对非高... 详细信息

当前对于批次过程控制系统的性能评价方法都是在扰动服从高斯分布的假设条件下给出的,然而,在实际工业生产过程中,扰动不一定服从高斯分布。现有关于非高斯控制系统性能评价的方法主要适用于连续过程,不能直接应用于批次过程。针对非高斯批次控制系统,提出一种最小有理熵控制性能评价(CPA)新基准。另外,针对实际工业过程中批次过程模型未知的问题,提出一种改进的有理熵分布估计算法(RE⁃EDA),用于估计系统模型参数和非高斯扰动的概率密度函数(PDF),进而实现控制性能评价的目的。最后,将提出的RE⁃EDA算法和有理熵控制性能评价方法应用于数值算例和批次反应器过程,证明所提方法的有效性。

关键词：批次过程非高斯扰动控制性能评价最小有理熵收敛性分析控制器设计有理熵分布估计算法

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基于数据挖掘的工业过程控制性能评价方法及应用

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基于数据挖掘的工业过程控制性能评价方法及应用

作者：柴骅迅北京化工大学

学位级别：硕士

控制性能评价对于保障工业过程的高效、稳定、安全运行具有重要的作用。传统的控制性能评价大都采用基于模型的最小方差类方法,这对于实际应用有一定的困难。考虑到现场操作人员一般能够根据自身的经验评价和调整控制性能,而其相关的知... 详细信息

控制性能评价对于保障工业过程的高效、稳定、安全运行具有重要的作用。传统的控制性能评价大都采用基于模型的最小方差类方法,这对于实际应用有一定的困难。考虑到现场操作人员一般能够根据自身的经验评价和调整控制性能,而其相关的知识则存储于工业过程监控数据之中,为此,本文研究了基于数据挖掘的工业过程控制性能评价方法,提出了基于梯度增强决策树+Logistic回归(GBDT+LR)算法的常规控制性能评价方法、以及基于关联规则的控制回路关联性能评价方法,论文的主要研究内容及取得的成果如下:1.建立了基于数据挖掘的常规控制性能指标,从确定性、随机性以及有效投用率等方面对控制回路进行性能评价,应用GBDT+LR算法对控制回路数据进行学习,建立控制性能分类器,采用分类器对常规控制性能进行评价。2.针对控制回路间关联性分析的问题,提出了基于关联规则挖掘的控制回路关联性能评价方法,利用历史标签数据,对控制回路间的关联规则进行挖掘,再根据关联规则对其关联性能进行评价。3.将所提出的方法应用于工业DMF回收过程,并开发了一个控制性能评价应用系统,获得了满意的结果,同时验证了所提方法的有效性。

关键词：数据挖掘控制性能评价 GBDT+LR算法关联规则

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基于子空间辨识及频域特性的控制性能评价

基于子空间辨识及频域特性的控制性能评价

作者：滕婧北京化工大学

学位级别：硕士

工业生产迅速从电子化向数字化和智能化过渡转型,其间产生的运行数据获取量和存储量大大提升,人们可以快捷地根据历史数据对设备的回路性能进行计算分析。由此,目前新关注点转向了如何对数据进行合理利用,如何计算与分析回路的相关性能... 详细信息

工业生产迅速从电子化向数字化和智能化过渡转型,其间产生的运行数据获取量和存储量大大提升,人们可以快捷地根据历史数据对设备的回路性能进行计算分析。由此,目前新关注点转向了如何对数据进行合理利用,如何计算与分析回路的相关性能以确认系统运行是否达到预期效果,同时控制器性能是否稳定和存在改进空间以及如何针对性能差的回路重新整定或维护。子空间辨识方法具有不需要辨识出完整的对象模型,从输入输出数据即可直接得到系统状态空间模型的特点,可将其用于工业生产过程控制性能评价,达到简化计算步骤和减少复杂计算误差的效果。基于子空间辨识,本文从频域的角度对回路性能评价问题进行研究,内容主要包括以下几点:1.对子空间辨识方法进行回顾,简述了使用到的正交投影和斜交投影数学工具,以及使用QR分解计算正交投影的过程,介绍了子空间辨识的基本流程。2.在实际生产中,从现场采集的数据中不可避免含有噪声,而且数据时常因为设备或通讯原因有丢失,影响后续分析的使用。使用小波阈值去噪的方法处理工业现场采集的数据中的噪声,弱化其在子空间辨识过程中的影响。对比采集的现场数据预处理前后的实验结果,证明小波阈值去噪法结合数据预处理能提高辨识精度。3.在子空间及数据处理的基础上,结合频域特性分析,综合频域相关的指标,提出具体的启发式规则,对比成熟软件的性能评价结果,证明所提启发式规则的可行性,所提方法为系统性能评价问题提供了新的参考方向。

关键词：子空间辨识噪声处理频域特性控制性能评价

基于LQG基准的发动机怠速控制性能评价研究

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基于LQG基准的发动机怠速控制性能评价研究

作者：孙超杰吉林大学

学位级别：硕士

发动机怠速控制代表着最基本的车辆控制问题有着重大的研究意义。同时，近二十多年来控制系统性能评价作为一个相对较新的研究分支，吸引了学术界和工程界的广泛关注。本文的中心内容以发动机怠速控制系统为研究对象，对设计的4组PID控... 详细信息

发动机怠速控制代表着最基本的车辆控制问题有着重大的研究意义。同时，近二十多年来控制系统性能评价作为一个相对较新的研究分支，吸引了学术界和工程界的广泛关注。本文的中心内容以发动机怠速控制系统为研究对象，对设计的4组PID控制器，综合应用抑制负载干扰的性能分析以及LQG基准评价算法对其进行性能评价。首先说明本文的研究背景，阐述了研究控制性能评价以及怠速控制的重要意义，详细介绍控制性能评价的理论研究和应用发展路线，从Harris指标到一些更为高级的性能基准。对怠速系统的控制策略和控制算法也做了介绍。然后是研究LQG基准的性能评价算法。该基准以输入和输出方差表示线性控制器的性能下界，并且给出了性能限制曲线，提供了对应于不同权值的输出变量方差的可实现的最小输入方差和输入变量方差的可实现的最小输出方差，相对于最小方差基准更为鲁棒、合理。然后详细研究了计算该基准的三种算法：基于状态空间模型的、基于多项式的和基于闭环子空间的。并采用一个仿真实例来说明这三种算法的使用和区别，总结出来这三种算法的优缺点和使用条件。但是这几种方法只能对不含可测干扰的情况有效。在含有可测干扰的情况下，将闭环子空间的方法扩展到能够处理此情况的形式。再者就是基于平均值建模的理论和热力学基础知识，建立发动机怠速系统的数学模型：包括节气门模型，进气歧管模型，气缸空气质量流量模型，转矩生成模型和惯性模型。从仿真软件enDYNA中获得发动机的基本参数和工作数据，对模型参数进行了拟合。利用Matlab/Simulink建立非线性发动机怠速模型，对相同输入下的模型进行基本校验，证明了模型的有效性和精确性。最后对已建立的非线性发动机均值模型在参考工作点线性离散化，以节气门开度为控制输入，负载转矩为干扰输入，发动机转速为控制输出，进气歧管压力和转速为系统状态变量建立状态空间方程。然后应用PID控制原理对怠速系统进行控制设计。最后从抑制负载干扰和基于LQG基准的性能评价方法对已设计的4组PID控制器进行了综合性能分析。抑制负载干扰的性能分析可以评价发动机怠速控制系统在负载转矩突然发生阶跃时的抑制负载干扰的能力，而基于LQG基准的性能评价可以评价发动机在存在输入输出噪声以及负载转矩干扰噪声的情况下，通过对闭环运行的输入输出数据计算控制回路的性能。综合这两种评价分析，可以帮助工程师或驾驶员在设计阶段以及故障未发生之前提早采取补救措施。

关键词：线性二次高斯基准控制性能评价怠速控制 PID控制最小方差控制基准

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基于最小熵的磁浮列车悬浮控制性能评价研究

基于最小熵的磁浮列车悬浮控制性能评价研究

基于GBDT+LR分类器的工业过程区域控制性能评价

第十届全国磁悬浮技术与振动控制学术会议(CSMLTVC10)

作者：温韬周旭龙志强梅子国防科技大学智能科学学院

磁浮列车悬浮系统在长时间工作以后,悬浮系统的控制性能会出现衰退,准确有效的悬浮控制性能评价研究能够有效的指导悬浮系统的优化控制。然而,目前通常采用方差作为控制系统的评价指标,该方法在系统受到非高斯扰动的影响时,无法得到准... 详细信息

磁浮列车悬浮系统在长时间工作以后,悬浮系统的控制性能会出现衰退,准确有效的悬浮控制性能评价研究能够有效的指导悬浮系统的优化控制。然而,目前通常采用方差作为控制系统的评价指标,该方法在系统受到非高斯扰动的影响时,无法得到准确的性能评价结果。因此,针对磁浮列车悬浮系统的非高斯控制性能评价问题,本文提出了一种基于最小熵的磁浮列车悬浮系统控制性能评价方法。针对磁浮列车悬浮系统运行数据中存在的非高斯特性,本文引入了非高斯系统的反馈不变熵,然后,基于最小熵准则,实现对磁浮列车悬浮系统控制性能评价分析。最后,本文结合对长沙中低速磁浮列车运行数据的评价分析研究,验证了所提出的性能评价方法对磁浮列车悬浮系统控制性能评价的有效性和准确性。

关键词：非高斯扰动控制性能评价最小熵悬浮控制系统

来源： cnki会议评论

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石油化工自动化 2020年第3期56卷 21-26+30页

作者：王斌宇柴骅迅王永健李宏光北京化工大学信息科学与技术学院

由于工业过程控制回路之间往往存在着比较强的相关性,面向工业过程区域的控制性能评价更加具有实际意义。提出了一种将梯度增强决策树与逻辑回归算法(GBDT+LR)相结合的分类器,将其用于工业过程区域控制性能评价。该方法分为线下和线上阶... 详细信息

由于工业过程控制回路之间往往存在着比较强的相关性,面向工业过程区域的控制性能评价更加具有实际意义。提出了一种将梯度增强决策树与逻辑回归算法(GBDT+LR)相结合的分类器,将其用于工业过程区域控制性能评价。该方法分为线下和线上阶段,在线下阶段,首先对工业过程区域的相关历史数据进行处理,综合偏差平方指标和协方差指标对过程区域控制性能的影响,由操作工程师给出"优"、"良"、"差"的区域控制性能评价标签,并训练GBDT+LR分类器;在线上阶段,实时计算区域控制性能指标送入分类器,给出控制性能评价结果。以精馏塔过程实验对所提方法进行了仿真验证,表明了其有效性。

关键词：控制性能评价梯度增强决策树逻辑回归分类器