基于非线性系统辨识的蒸汽管网输配效率

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(完整word版)三容水箱液位控制系统的PID

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

《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。

基于参考模型神经网络的锅炉燃烧系统控制

ｔｒｒｏｏｓａｔ．Ｈｏｖｒｄｒｎｉｒｃｍ— ｅｓａｅｓｍｅｃｎｔｎｓｗｅｅ，ｕｉｇｂｌｏｏｅｂｓｉｇｔｅｍｏｅ’ ｄｌｙｔｎａａｅｅｓａｅｕｔｎ，ｈｄｌｅａｉｓｍｅａｄｐｒｍｔｒｒ
的延迟时间的方法，将神经网络大延迟系统的辨识与基于模型预测的神经网络控制策略相结合，用于对具有变可
化参数或不确定性延迟时间的非线性大延迟系统的控制，同时，１ｈ条炉作为研究对象进行仿真，真结果以０／链ｔ仿
表明这种神经网络模型对非线性大纯时延系统的控制具有控制速度快，鲁棒性能好等优点。关键词：神经网络控制；链条炉；延迟时变系统；延迟时间的辨识；型预测模
（ｏｌｐ，ｕｌｙａｄａａｔ）ｔｅｍａｈｍａｉｃａ’ ｔｅｑａｉｎｉｌｋｅｃ，ｈｔｅｔｓｙｔｒｅ —
ｃｌｅｔｎｃｎｂｕｌｂｍｅｍｅｈｄ（．．ｓｐａｒｌｉａｅｂｉｙｔｔｏｉｅｔａｏｔ￣－ｅ
维普资讯
第２卷第３５期
Ｖｏ．５．１２Ｎｏ．３
西华大学学报・自然科学版
Ｊｕｎｌｆｉｕｉｅｓｙ・ＮａｕａＳｉｃｏｒａｏｈａＸＵｎｖｒｉｔｔｒｌｃｎｅｅ
２００６年５月
ｐｏｅｓｔｅｏｔｏｐｒｒｎｅｗｉｅｅｃｎｅｒｃｓ，ｈｃｎｒｌｅｆｍａｃｌｂｄｓｅｄｄｏｌ
Ｂｃｕｅｄｌｙｓｅｉｅｎｃｅｆｉｎｆｅｕ — ｅａｓｅａｔｐｄｈｄｓｉｏｆｉｅｔｏｑａｃｔｎｔｅｉｅｔｉｔｎｏｉｅｒｓｓｅ ’ ｄｌｙｔｍｅｉ，ｈｄｎｉｃｉｆｌａｙｔｍｓｅａｉｏｆａｏｎｃｎｕｗｏｌｙｒｄｐｉｅｌｅｒｕｉｎｔｒａｓｔａｅｓａａｔｎａｎｔｅｗｏｋ．Ｎｅ— ｅｖｉｔ

管网模拟技术在蒸汽系统优化上的应用

— 一一一Ｅ论与例流文案交
６＃９
／
管网模拟技术在蒸汽系统优化上的应用
李涛
（中国石油化工股份有限公司天津分公司化工部，天津３０７）０２１
１前言
蒸汽在石化企业中被广泛应用．主要的能源和是
部（电部、热炼油部、烃部、工部以及动力部）烯化和中沙石化（资）合的蒸汽供应。蒸汽全部由热电部锅
炉产生，通过管网输送到各用户，其中３ＭＰ、．ａ５
辅助工艺物流。随着企业生产规模的扩大．蒸汽系统的规模也日趋庞大、复杂，造成蒸汽管网和用户之间存在许多不合理的用能状况，蒸汽降质使用、汽如蒸热损失大、放空现象等，造成能源的极大浪费
出管网结构优化的方案；析热损状况，出节能分提
降耗措施
３２存在问题及优化方案．
２ＰＯＳ系统的结构及原理：ＲＳ
管网模拟与实时监控系统，简称ＰＯＳ系统．ＲＳ主要由管网系统、ＣＤＳ数据采集系统、实时数据库系统、拟系统和监测系统等五部分组成其中模模
拟系统是ＰＯＳ系统的核心．拟原理是根据蒸汽ＲＳ模
根据表１和表２的统计数据．利用ＰＯＳ软件ＲＳ进行模拟计算，过分析后发现目前天津公司的蒸通汽管网运行存在以下几方面的问题
３２１热电部１ＭＰ．．．ａ管网蒸汽流速过低．汽的损８蒸耗较大。热电部１ＭＰ．ａ蒸汽是由３５ａ蒸汽减温减８．ＭＰ

天然气输配系统优化与调度考核试卷

A.线性模型
B.非线性模型
C.确定性模型
D.随机性模型
14.以下哪项因素对天然气输配系统优化调度的影响较大？（）
A.气源价格
B.用户需求
C.管网设备性能
D.气候变化
15.天然气输配系统优化调度中，以下哪种方法有助于降低能耗？（）
A.提高供气压力
B.减少输气管道数量
C.优化管网布局
D.提高输气设备负荷
（）
3.天然气输配系统优化调度中，常用的数学模型包括线性模型、非线性模型和______模型。
（）
4.优化天然气输配系统调度时，常用的智能优化算法有遗传算法、粒子群算法和______算法。
（）
5.天然气输配系统的输配效率受到输气管道直径、压力和______等因素的影响。
（）
6.为了降低天然气输配系统的能耗，可以采取优化管网布局、提高输气设备负荷和______等措施。
10.在天然气输配系统优化调度中，不需要考虑气源价格波动的影响。（）
五、主观题（本题共4小题，每题10分，共40分）
1.请简述天然气输配系统优化调度的重要性，并列举三种常用的优化方法。
（10分）
2.天然气输配系统在用气高峰时段容易出现供气不足的问题，请提出至少两种解决措施，并分析其效果。
（10分）
3.请阐述多目标优化在天然气输配系统优化调度中的应用，并介绍一种多目标优化算法的基本原理。
1.天然气输配系统中，以下哪项不是优化调度的目标？（）
A.提高能源利用率
B.降低输配成本
C.减少用气高峰时段供气
D.提高系统运行稳定性
2.在天然气输配系统中，以下哪种情况最适宜采用管网优化调度？（）
A.用气量波动较大
B.管网设备严重老化

蒸汽平衡模型精确化系统在炼油厂的应用

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。

基于Hammerstein模型的非线性系统辨识方法研究

统Ｎ（）和一个线性的动态子系统Ｇｓ・（）串联而成。中间层即是非线性的系统的输出，是线性的动也
以精确获得；且传统ＰＤ控制器无法使控制效果处Ｉ
于最佳状态的局限性。章充分利用Ｈｍｅ文ａｍｒ
对于第ｉ子过程，择ｍ＋１个选个设定值
ｃ，得Ｇ垒（，，，一）可逆矩使６一６一 … 为
联立起来可得到关系式：
阵。并且将这ｍ＋１个设定值对应的阶跃信号逐渐
收稿日期：００１ —７修改稿）２１ —１１（
陈思海
（阳职业技术学院，绵四川绵：工业大系统中Ｈｍｒｅｎ型的非线性系统，ａｍｅｓｉ模ｔ一般都是多输入多输出系统，具有大滞后、大惯性、时变性和强耦合性的特点，它的数学模型难于精确获得；传统ＰＤ控制器无法使控制效果处于最佳状态的局限且Ｉ性。为了更加快速准确控制，系统更加地稳定工作在最佳工作状态。利用分散辨识方法对Ｈｍｒｔｎ模型使ａｍｅｅｓｉ
过程控制
化动及表，０１３（）７３工自化仪２，８１： —９１３
ＣｎｒｌａｄＩｓｒｍｅｔｉｈｍｉａｎｕｔｙｏｔｏｎｎｔｕｎｓｎＣｅｃｌｄｓｒＩ
基于Ｈａｍｍｅｓｉ型的非线性系统ｒｔｎ模ｅ辨识方法研究
ｙ＝ｉ＋ｉ＝∑ＦｊＡＢｃｕｏｃ

系统建模与仿真论文

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。

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带走的能量和沿管壁热传递散失的能量２种形式．为研究２种形式的能耗在输配能耗中的比例，提出对蒸汽管网建
立动态非线性外源自回归模型，并针对天津市空港工业区蒸汽热网进行了案例研究．应用该模型对蒸汽源在不同压力、过热温度条件下的管网输配能耗进行了模拟．结果表明：蒸汽压力的提高对减少管网输配中产生的冷凝水和降
第４６卷
第９期
２０１３年９月
ＤｏＩ１０．１１７８４／ｔｄｘｂ２Ｏ１３０９０９
天津大学学报（自然科学与工程技术版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）
ＩｎｄｕｓｔｒｙＰａｒｋｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈｅａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｓｔｅａｍｓｕｐｐｌｙｗｉｔｈｄｉｆｅｒｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｓｔｅａｍｐｒｅｓｓｕｒｅｉｓａｎｅｆｅｃｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｔｏｒｅｄｕｃｅｂｏｔｈｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎａｎｄｔｏｔａｌｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｌｏｎｇｐｉｐｅｌｉｎｅｓ；ｒａｉｓｉｎｇｄｅｇｒｅｅｏｆｓｕｐｅｒｈｅａｔｄｅｃｒｅａｓｅｓｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎｂｕｔｄｏｅｓｎｏｔｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｅｎｅｒｇｙｅｉｃｆｉｅｎｃｙ．
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｅｉｃｆｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｓｔｅａｍｐｉｐｅｌｉｎｅｎｅｔｗｏｒｋｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈｅｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｒａｔｅａｌｏｎｇｔｈｅｓｔｅａｍｄｉｓｔｒｉ－ｂｕｔｉｏｎ．Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｎｓｔｅａｍｓｙｓｔｅｍｓｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆｔｗｏｆｏｒｍｓｏｆｅｎｅｒｇｙｌｏｓｓｄｕｅｔｏｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ
ｍｏｄｅｌｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｗｈｉｃｈｄｅｓｃｒｉｂｅｓｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｔｈｅｓｔｅａｍｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．ＡｃａｓｅｓｔｕｄｙｉｎＴｉａｎｊｉｎＡｉｒｐｏ￣
ａｎｄｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｔｈｒｏｕｇｈｐｉｐｅｓ．Ｔｏｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｓｅｌｏｓｓｅｓ，ａｎｏｐｅｒａｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｏｆｎｏｎｌｉｎｅａｒａｕｔｏｒｅｇｒｅｓｓｉｖｅｅｘｏｇｅｎｏｕｓ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３０００７２，Ｃｈｉｎａ）
低散热损失均有明显效果，提高过热度可以有效减少冷凝水的产生，但不降低总体能耗．关键词：蒸汽管网效率；动态系统辨识；外源自回归模型；冷凝水；传热损失
中图分类号：ＴＫＯ１１文献标志码：Ａ文章编号：０４９３．２１３７（２０１３）０９ — ０８１５－０５
ＥｆｉｃｆｉｅｎｃｙｏｆＳｔｅａｍＰｉｐｅｌｉｎｅＮｅｔｗｏｒｋｗｉｔｈＮｏｎｌｉｎｅａｒＳｙｓｔｅｍＩｄｅｎｔｉｉｆｃａｔｉｏｎ
ＣａｏＬｅｉ，ＹｏｕＳｈｉｊｕｎ
Ｖｂ１．４６ＮＯ．９Ｓｅｐ．２０１３
基于非线性系统辨识的蒸汽管网输配效率
曹磊，由世俊
（天津大学环境科学与工程学院，天津３０００７２）
摘
要：蒸汽管网输配效率表征蒸汽输送过程中的能耗占输送蒸汽能量的比例，输配管网的能耗表现为排出冷凝水