一種基于重型燃?xì)廨啓C模型的解耦控制方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于重型燃?xì)廨啓C模型的解耦控制方法和系統(tǒng)，包括：根據(jù)初始燃料量和初始壓力機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度，計算當(dāng)前控制周期的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度；根據(jù)燃機轉(zhuǎn)速基準(zhǔn)，計算當(dāng)前控制周期的轉(zhuǎn)速偏差，通過單神經(jīng)元比例積分微分控制算法計算下一個控制周期的燃料量；根據(jù)透平排氣溫度基準(zhǔn)，計算當(dāng)前控制周期的溫度偏差，通過單神經(jīng)元比例積分微分控制算法計算下一個控制周期的壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度；計算下一個控制周期的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度；下一個控制周期的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度作為當(dāng)前控制周期的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度，直至燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度達(dá)到對應(yīng)的基準(zhǔn)。本發(fā)明響應(yīng)迅速、自適應(yīng)能力強，同時提高了聯(lián)合循環(huán)效率。
【專利說明】
一種基于重型燃?xì)廨啓C模型的解耦控制方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C控制領(lǐng)域，具體涉及一種基于重型燃?xì)廨啓C模型的解耦控制方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)電用燃?xì)廨啓C在部分負(fù)荷下的控制量主要包括燃料量和壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度，壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉主要是用于空氣流量的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍為80%?100%?？刂葡到y(tǒng)通過調(diào)節(jié)燃料量和壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度來獲得期望的功率和排氣溫度，燃料量對于功率和排氣溫度的調(diào)節(jié)作用都比較大，壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉變化也同時影響功率和排氣溫度，所以簡化的燃?xì)廨啓C模型為燃料量與壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度雙輸入、轉(zhuǎn)速與透平排氣溫度雙輸出的耦合系統(tǒng)。上述系統(tǒng)中對排氣溫度進行控制的原因是在聯(lián)合循環(huán)中燃?xì)廨啓C的排氣送入余熱鍋爐和汽輪機，當(dāng)透平排氣溫度接近設(shè)計點時燃?xì)廨啓C聯(lián)合循環(huán)的效率最聞。
[0003]解決上述耦合系統(tǒng)控制問題的常規(guī)方案是采用兩個比例積分微分控制器，其中一個控制器用燃料量來控制功率，另一個控制器用壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉來控制排氣溫度，控制器參數(shù)經(jīng)整定后不會自動改變，這使得模型時變或者干擾因素等的存在都可能降低控制器的品質(zhì)。此外，由于燃料量對排氣溫度的影響也很大，壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉的調(diào)節(jié)往往是在燃料量對排氣溫度已經(jīng)造成影響后才起作用，這種排氣溫度控制的滯后使得這種控制方案的經(jīng)濟性不是最好。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提高燃?xì)廨啓C控制的響應(yīng)速度、自適應(yīng)能力、抗干擾能力和聯(lián)合循環(huán)效率。
[0005]為此目的，本發(fā)明提出了一種基于重型燃?xì)廨啓C模型的解耦控制方法，所述控制方法包括以下步驟:
[0006]S1.根據(jù)輸入重型燃?xì)廨啓C模型的初始燃料量和初始壓力機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度，計算重型燃?xì)廨啓C模型在當(dāng)前控制周期輸出的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度；
[0007]S2.根據(jù)重型燃?xì)廨啓C模型的燃機轉(zhuǎn)速基準(zhǔn)，計算所述燃機轉(zhuǎn)速在當(dāng)前控制周期的轉(zhuǎn)速偏差，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)速偏差通過第一單神經(jīng)元比例積分微分控制算法，計算在下一個控制周期輸入所述重型燃?xì)廨啓C模型的燃料量；
[0008]S3.根據(jù)重型燃?xì)廨啓C模型的透平排氣溫度基準(zhǔn)，計算所述透平排氣溫度在當(dāng)前控制周期的溫度偏差，并根據(jù)所述溫度偏差，通過第二單神經(jīng)元比例積分微分控制算法，計算在下一個控制周期輸入所述重型燃?xì)廨啓C模型的壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度；
[0009]S4.根據(jù)所述在下一個控制周期輸入所述重型燃?xì)廨啓C模型的燃料量和壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度，計算重型燃?xì)廨啓C模型在下一個控制周期輸出的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度；
[0010]S5.將所述下一個控制周期輸出的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度作為當(dāng)前控制周期輸出的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度，重復(fù)執(zhí)行步驟S2至S4，直至重型燃?xì)廨啓C模型輸出的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度分別達(dá)到對應(yīng)的基準(zhǔn)。
[0011]進一步地，所述步驟S2具體包括:
[0012]將所述燃機轉(zhuǎn)速基準(zhǔn)與所述燃機轉(zhuǎn)速作差，得到所述轉(zhuǎn)速偏差；
[0013]根據(jù)所述轉(zhuǎn)速偏差，構(gòu)建第一單神經(jīng)元比例積分微分控制算法中神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式的狀態(tài)變量；
[0014]根據(jù)所述第一單神經(jīng)元比例積分微分控制算法中神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式的狀態(tài)變量，構(gòu)建第一加權(quán)系數(shù)，并將所述第一加權(quán)系數(shù)規(guī)范化；
[0015]根據(jù)規(guī)范化的所述第一加權(quán)系數(shù)，通過所述第一神經(jīng)單元比例積分微分算法中的所述神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式，計算所述燃料量。
[0016]進一步地，所述步驟S2還包括:對所述燃料量進行中值限幅。
[0017]進一步地,所述步驟S3具體包括:
[0018]將所述透平排氣溫度與所述透平排氣溫度基準(zhǔn)作差，得到溫度偏差；
[0019]根據(jù)所述溫度偏差，構(gòu)建第二單神經(jīng)元比例積分微分控制算法中神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式的狀態(tài)變量；
[0020]根據(jù)所述第二單神經(jīng)元比例積分微分控制算法中神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式的狀態(tài)變量，構(gòu)建第二加權(quán)系數(shù)，并將所述第二加權(quán)系數(shù)規(guī)范化；
[0021]根據(jù)規(guī)范化的所述第二加權(quán)系數(shù)，通過所述第二神經(jīng)單元比例積分微分算法中的所述神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式，計算所述壓力機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度。
[0022]進一步地，所述步驟S3還包括:
[0023]對所述壓力機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度進行中值限幅。
[0024]進一步地,所述方法還包括:
[0025]對所述轉(zhuǎn)速偏差進行限幅；
[0026]將限幅后的轉(zhuǎn)速偏差加入到溫度偏差中對透平排氣溫度進行補償。
[0027]進一步地，所述將限幅后的所述轉(zhuǎn)速偏差加入到溫度偏差中對透平排氣溫度進行補償具體包括:
[0028]計算溫度偏差與所述限幅后的轉(zhuǎn)速偏差的和；
[0029]根據(jù)所述限幅后的轉(zhuǎn)速偏差與溫度偏差的和，構(gòu)建第二單神經(jīng)元比例積分微分控制算法中神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式的狀態(tài)變量。
[0030]本發(fā)明還提出了一種基于重型燃?xì)廨啓C模型的解耦控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:仿真器，所述仿真器中嵌入有用于計算重型燃?xì)鈾C輪的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度的重型燃?xì)廨啓C模型，所述系統(tǒng)還包括:第一單神經(jīng)元比例積分微分控制器、第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器、轉(zhuǎn)速偏差計算器和溫度偏差計算器；
[0031]所述第一單神經(jīng)元比例積分微分控制器、所述仿真器和所述轉(zhuǎn)速偏差計算器相互電連接；
[0032]所述第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器、所述仿真器和所述溫度偏差計算器相互電連接；
[0033]所述轉(zhuǎn)速偏差計算器計算所述仿真器輸出的燃機轉(zhuǎn)速與燃機轉(zhuǎn)速基準(zhǔn)值的差值，作為轉(zhuǎn)速偏差信號，傳輸至所述第一單神經(jīng)元比例積分微分控制器進行處理，得到重型燃?xì)廨啓C的燃料量信號，并傳輸至所述仿真器中的重型燃?xì)廨啓C模型進行仿真；
[0034]所述溫度偏差計算器計算所述仿真器輸出的透平排氣溫度與透平排氣溫度基準(zhǔn)值的差值，作為溫度偏差信號，傳輸至所述第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器進行處理，得到重型燃?xì)廨啓C的壓力機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度信號，并傳輸至所述仿真器中的重型燃?xì)廨啓C模型進行仿真。
[0035]進一步地，所述系統(tǒng)還包括:第一限幅器和第二限幅器，所述第一限幅器分別與所述第一單神經(jīng)元比例積分微分控制器和所述仿真器電連接，所述第二限幅器分別與所述第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器和所述仿真器電連接；
[0036]所述第一限幅器對所述第一單神經(jīng)元比例積分微分控制器處理的所述燃料量信號進行中值限幅后，傳輸至所述仿真器，所述第二限幅器對所述第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器處理的所述壓力機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度信號進行中值限幅后，傳輸至所述仿真器。
[0037]進一步地，所述系統(tǒng)還包括:偏差補償器和第三限幅器，所述偏差補償器連接在所述轉(zhuǎn)速偏差計算器的輸出端和所述第三限幅器輸入端之間；所述第三限幅器連接在所述偏差補償器輸出端和第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器的輸入端之間；
[0038]所述偏差補償器將所述轉(zhuǎn)速偏差信號進行處理，并通過所述第三限幅器進行限幅后，傳輸至所述第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器對所述透平排氣溫度進行補償。
[0039]通過采用本發(fā)明所公開的一種基于重型燃?xì)廨啓C模型的解耦控制方法和系統(tǒng)，通過對重型燃?xì)廨啓C模型的輸出分別采用單神經(jīng)元比例積分微分算法控制器的單神經(jīng)元比例積分微分算法，以及通過在第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器的第二單神經(jīng)元比例積分微分算法中增加偏差補償，具有對控制量自動學(xué)習(xí)，響應(yīng)迅速、自適應(yīng)能力強、抗干擾能力強等優(yōu)點，實現(xiàn)在降負(fù)荷過程中通過減少透平排氣溫度的降低而提高燃?xì)廨啓C聯(lián)合循環(huán)效率的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]通過參考附圖會更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點，附圖是示意性的而不應(yīng)理解為對本發(fā)明進行任何限制，在附圖中:
[0041]圖1示出了本發(fā)明實施例1提出的一種基于重型燃?xì)廨啓C模型的解耦控制方法流程圖；
[0042]圖2示出了本發(fā)明實施例2提出的一種基于重型燃?xì)廨啓C模型的解耦控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖3示出了本發(fā)明實施例中提出的燃機轉(zhuǎn)速輸出響應(yīng)曲線示意圖；
[0044]圖4示出了本發(fā)明實施例提出的透平排氣溫度輸出響應(yīng)曲線示意圖；
[0045]圖5示出了本發(fā)明實施例提出的有無轉(zhuǎn)速偏差補償?shù)呐艢鉁囟容敵鲰憫?yīng)曲線示意圖；
[0046]圖6示出了本發(fā)明實施例2提出的解耦控制系統(tǒng)信號流向示意圖。

【具體實施方式】
[0047]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細(xì)描述。
[0048]實施例1
[0049]本發(fā)明實施例提出了一種基于重型燃?xì)廨啓C模型的解耦控制方法，如圖1所示，該控制方法包括以下步驟:
[0050]S1.根據(jù)輸入重型燃?xì)廨啓C模型的初始燃料量和初始壓力機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度，計算重型燃?xì)廨啓C模型在當(dāng)前控制周期輸出的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度。
[0051 ] 本發(fā)明實施例中，重型燃?xì)廨啓C模型選定為單軸燃?xì)廨啓C模型。
[0052]選定為單軸燃?xì)廨啓C模型后，需對單軸燃?xì)廨啓C模型的參數(shù)進行設(shè)定，其設(shè)定內(nèi)容具體包括:負(fù)載Mltjad設(shè)定為0.7。壓氣機進氣溫度Ta設(shè)定為15°C。透平排氣溫度設(shè)計點值!^設(shè)定為538°C，透平及排氣系統(tǒng)的時間延遲etd取值設(shè)定為0.04s。透平排氣溫度場
12,V +1I
傳遞函數(shù)設(shè)定為熱電偶傳遞函數(shù)設(shè)定為m
，O
[0053]S2.根據(jù)重型燃?xì)廨啓C模型的燃機轉(zhuǎn)速基準(zhǔn)，計算燃機轉(zhuǎn)速在當(dāng)前控制周期的轉(zhuǎn)速偏差，并根據(jù)轉(zhuǎn)速偏差通過第一單神經(jīng)元比例積分微分控制算法，計算在下一個控制周期輸入重型燃?xì)廨啓C模型的燃料量。
[0054]具體地,步驟S2包括:
[0055]將燃機轉(zhuǎn)速基準(zhǔn)與燃機轉(zhuǎn)速作差，得到轉(zhuǎn)速偏差。
[0056]根據(jù)轉(zhuǎn)速偏差，構(gòu)建第一單神經(jīng)元比例積分微分控制算法中神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式的狀態(tài)變量。
[0057]本發(fā)明實施例中，第一單神經(jīng)元比例積分微分控制算法中神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式的狀態(tài)變量包括:xn(k)、X12 (k)和x13(k)。其中，X11 (k)的構(gòu)建如式⑴所示，x12 (k)的構(gòu)建如式(2)所示,X13(k)的構(gòu)建如式(3)所示。
[0058]X11 (k) = T1 (k) -Y1 (k) = G1 (k) (I)
[0059]X12 (k) = G1 (k) -G1 (k~l) (2)
[0060]X13 (k) = G1 (k) -2θ! (k~l) +G1 (k~2) (3)
[0061]其中，ejk)、ejk-l)、eJk-2)分別為第k、k_l、k_2時刻的轉(zhuǎn)速偏差，!T1 (k)為第k時刻的轉(zhuǎn)速基準(zhǔn)，Y1 (k)為第k時刻的燃機轉(zhuǎn)速
[0062]根據(jù)第一單神經(jīng)元比例積分微分控制算法中神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式的狀態(tài)變量，構(gòu)建第一加權(quán)系數(shù)，并將第一加權(quán)系數(shù)規(guī)范化。
[0063]本發(fā)明實施例中，第一神經(jīng)單元比例積分微分算法的第一加權(quán)系數(shù)包括:wn(k)、W12 (k)和w13 (k)。其中W11 (k)的構(gòu)建如式⑷所示，w12 (k)的構(gòu)建如式(5)所示，W13 (k)的構(gòu)建如式(6)所示。
[0064]W11 (k) = W11 (k-1) + n J1Z1 (k) U1 (k) X11 (k) (4)
[0065]w12 (k) = W12(k-1)+ηP1Z1 (1u1 (k)X12 (k) (5)
[0066]w13 (k) = W13 (k-1)+HdiZ1 GOu1 (k) X13 (k) (6)
[0067]其中，性能指標(biāo)Z1 (k) = G1 (k), W11 (k)、W12 (k)和W13 (k)為第k時刻的第一加權(quán)系數(shù)，W11 (k-1)、W12 (k-Ι)和w13(k-l)為第k-1時刻的第一加權(quán)系數(shù)，nn、nP1> nD1分別為積分、比例、微分的學(xué)習(xí)速率，U1 (k)為第k時刻的燃料量。
[0068]本發(fā)明實施例中，規(guī)范化的第一加權(quán)系數(shù)的如式(7)所示；
[0069]wv W = wIzWZZI wi/(灸)1、
-=ιz=1,2,3(7)
[0070]根據(jù)規(guī)范化的第一加權(quán)系數(shù)，通過第一神經(jīng)單元比例積分微分算法中的神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式，計算燃料量。
[0071]本發(fā)明實施例中，第一神經(jīng)單元比例積分微分算法中的神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式如式(8)所示。
[0072]?丨⑷="丨(A -1) + K丨之 h’l,(k).r丨,.(k)
?=1 ( 8 )
[0073]其中，U1 (k-1)為k-1時刻的燃料量，K1為第一神經(jīng)單元比例積分微分算法中的神經(jīng)元的比例系數(shù)。
[0074]優(yōu)選地，步驟S2還包括:對燃料量進行中值限幅。
[0075]本發(fā)明實施例中，對燃料量進行中值限幅具體包括:將(8)中的U1 (k-Ι)替換成Median Iu1 (k-1)，Ullim, LlliJ，得到中值限幅的第一神經(jīng)單元比例積分微分算法中的神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式，如式(9)所示，通過式(9)對燃料量進行限幅，計算出限幅的燃料量。





3
[0076]H1 (k) = Median\1.^ (k -1),O1llim, Zriim !+K1^ vt,,.(k)xu(k)( 9 )





/-1
[0077]其中，Ullini, Lllini為燃料量的限幅，Median{...}為求中值，K1為神經(jīng)元的比例系數(shù)。
[0078]由于本發(fā)明實施例采用單軸燃?xì)廨啓C模型，第一神經(jīng)單元比例積分微分算法的第一加權(quán)系數(shù) wn(k)、w12(k)和 w13(k)的初值 W11(I) =0、w12(l) = O 和 W13(I) = O,比例積分微分的積分、比例、微分的學(xué)習(xí)速率H11 = 0.01、nP1 = 0.03、nD1 = ο.003，燃料量限幅范圍為0.15?1，燃料量限幅的上限Ullim = 1，燃料量限幅的下限Lllim = 0.15，神經(jīng)元的比例系數(shù)K1的取值范圍為0.4至1，取K1 = 0.8。
[0079]S3.根據(jù)重型燃?xì)廨啓C模型的透平排氣溫度基準(zhǔn)，計算透平排氣溫度在當(dāng)前控制周期的溫度偏差，并根據(jù)溫度偏差，通過第二單神經(jīng)元比例積分微分控制算法，計算在下一個控制周期輸入重型燃?xì)廨啓C模型的壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度。
[0080]具體地，步驟S3包括:
[0081]將透平排氣溫度與透平排氣溫度基準(zhǔn)作差，得到溫度偏差。
[0082]根據(jù)溫度偏差，構(gòu)建第二單神經(jīng)元比例積分微分控制算法中神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式的狀態(tài)變量。
[0083]本發(fā)明實施例中，第二單神經(jīng)元比例積分微分控制算法中神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式的狀態(tài)變量包括:X21GO、x22 (k)和x23(k)。其中，x21 (k)的構(gòu)建如式(10)所示，x22 (k)的構(gòu)建如式
(11)所示,X23(k)的構(gòu)建如式(12)所示。
[0084]X21 (k) = J2 (k) -r2 (k) = e2 (k) (10)
[0085]X22 (k) = e2 (k) ~e2 (k~l) (11)
[0086]X23 (k) = e2 (k) _2e2 (k_l)+e2 (k_2) (12)
[0087]其中，e2(k)、e2(k_l)、e2 (k_2)分別為第k、k_l、k~2時刻的溫度偏差，r2 (k)為第k時刻的透平排氣溫度，y2 (k)為第k時刻的透平排氣溫度基準(zhǔn)。
[0088]根據(jù)第二單神經(jīng)元比例積分微分控制算法中神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式的狀態(tài)變量，構(gòu)建第二加權(quán)系數(shù)，并將第二加權(quán)系數(shù)規(guī)范化。
[0089]本發(fā)明實施例中，第二神經(jīng)單元比例積分微分算法的第二加權(quán)系數(shù)包括:w21(k)、W22 (k)和w23(k)。其中的構(gòu)建如式(13)所示,w21 (k)的w22(k)構(gòu)建如式(14)所示,W23(k)的構(gòu)建如式(15)所示。
[0090]w21 (k) = W21 (k-Ι) + η I2z2 (k) U2 (k) X21 (k) (13)
[0091]W22 (k) = W22 (k_l) + η P2z2 (k) U2 (k) X22 (k) (14)
[0092]W23 (k) = W23 (k-1) + η D2z2 (k) U2 (k) X23 (k) (15)
[0093]其中，性能指標(biāo)Z2 (k) = e2 (k), W21 (k)、W22 (k)和W23 (k)為第k時刻的第二加權(quán)系數(shù)，w21 (k-1)、w22 (k-1) W23(k-1)為第k_l時刻的第二加權(quán)系數(shù)，nI2、nP2> nD2分別為積分、比例、微分的學(xué)習(xí)速率，U2 (k)為第k時刻的壓力機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度。
[0094]本發(fā)明實施例中，規(guī)范化的第二加權(quán)系數(shù)如式(16)所示。


3
[0095]lv2/ (k) = W2i(k)丨 ΣI w2i(k) 1.M ， z =1,2,3(16)
[0096]根據(jù)規(guī)范化的第二加權(quán)系數(shù)，通過第二神經(jīng)單元比例積分微分算法中的神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式，計算壓力機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度。
[0097]本發(fā)明實施例中，第二神經(jīng)單元比例積分微分算法中的神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式如式(17)所示。



3
[0098]U1(K) = U1^k-\) + Κ,Υ W^j (kyw^k)
^( 17 )
[0099]其中，U2 (k-1)為k-1時刻的壓力機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度，K1為第二神經(jīng)單元比例積分微分算法中的神經(jīng)元的比例系數(shù)。
[0100]優(yōu)選地，步驟S3還包括:
[0101]對壓力機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度進行中值限幅
[0102]本發(fā)明實施例中，對燃料量進行中值限幅具體包括:，將(17)中的U2 (k-Ι)替換成Median {u2 (k-1)，U21im, L21iJ，得到中值限幅的第二神經(jīng)單元比例積分微分算法中的神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式如式(18)所示
[0103]通過式(18)對壓力機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度進行限幅，計算限幅的壓力機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度。





3
[0104]〃，(々')=Mediun{u人k -1),6%.,,,, + K,Y vv,,.(k)xv(k)
'"_ 'μ * -(18)
[0105]其中，U21im，L21imS壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度的限幅，Median!:...}為求中值，K2為神經(jīng)元的比例系數(shù)。
[0106]由于本發(fā)明實施例采用單軸燃?xì)廨啓C模型，第二神經(jīng)單元比例積分微分算法的第二加權(quán)系數(shù) w21(k)、w22(k)和 w23(k)的初值 W21(I) =0、w22(l) = O 和 W23(I) = O,比例積分微分的積分、比例、微分的學(xué)習(xí)速率H12 = 30、nP2 = 100、nD2 = ο.003，壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉限幅范圍為57?86，壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度限幅的上限U21im = 86，壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度限幅的下限L21im = 57，神經(jīng)元的比例系數(shù)K2的取值范圍為0.0OOl至0.01，取K2=0.001。
[0107]S4.根據(jù)在下一個控制周期輸入重型燃?xì)廨啓C模型的燃料量和壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度，計算重型燃?xì)廨啓C模型在下一個控制周期輸出的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度。
[0108]本發(fā)明實施例中，通過選定的單軸燃?xì)廨啓C模型，計算單軸燃?xì)廨啓C模型輸出的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度具體如下:
[0109]對單軸燃?xì)廨啓C模型的參數(shù)進行設(shè)定后，利用單軸燃?xì)廨啓C模型，通過下述式
(19)、式(20)、式(21)、式(22)和式(23)，分別根據(jù)單軸燃?xì)廨啓C模型的輸入量:燃料量和壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度，計算單軸燃?xì)廨啓C模型的輸出量:燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度。在利用單軸燃?xì)廨啓C模型進行計算的過程中，將燃料量控制信號作為燃料量，將壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度值的控制信號作為壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度。
[0110]其中，根據(jù)單軸燃?xì)廨啓C模型的輸入量計算輸出量的具體步驟如下:由根據(jù)式
(19)和式(20)可推導(dǎo)出％與11的直接關(guān)系，即通過燃料量控制信號Uf，計算出燃機轉(zhuǎn)速n，可以理解為:根據(jù)燃料量，通過式(19)和式(20)計算出燃機轉(zhuǎn)速。
[0111]由根據(jù)式(21)、式(22)和式(23)可推導(dǎo)出Uict與Tt的直接關(guān)系，即通過壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度值的控制信號Urcv，計算出透平排氣溫度Ττ。其中，如式(23)所示，燃機轉(zhuǎn)速影響到了透平排氣流量，因此燃料量控制信號和壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度值的控制信號同時影響透平排氣溫度。可以理解為:根據(jù)壓力機進口轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度和燃料量，通過式(19)、式(20)式(21)、式(22)和式(23)計算出透平排氣溫度，燃料量與壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉同時影響透平排氣溫度。
[0112]步驟SI中，預(yù)設(shè)定的初始燃料量和初始壓力機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度作為單軸燃?xì)廨啓C模型的輸入量，利用式(19)、式(20)式(21)、式(22)和式(23)，計算單軸燃?xì)廨啓C模型在當(dāng)前控制周期輸出的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度。
[0113]步驟S4中，根據(jù)單神經(jīng)元比例積分微分算法計算出的在下一個控制周期輸入單軸燃?xì)廨啓C模型的燃料量和壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度，通過式(19)、式(20)式(21)、式
(22)和式(23)，計算單軸燃?xì)廨啓C模型在下一個控制周期輸出的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度。
[0114]燃料流量信號計算如式(I)所示:
III
「01151 Wf=-1OOOx-X--X--Xul Xn
L 」 f.V-2.5 s+20 s+ 20( 19)
[0116]其中，Uf為燃料量控制信號，η為燃機轉(zhuǎn)速，s為拉普拉斯算子，Wf為燃料流量信號。
[0117]燃機轉(zhuǎn)速計算如式(2)所示:

5x vv,
1.161( 1 -0.133)
[0118],-—-—K
η=?---
J 12^ (20)
[0119]其中，Mltjad為負(fù)載，η為燃機轉(zhuǎn)速。
[0120]壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉的行程計算如式(3)所示:

I

I1uIGV

Γ-^7剛s+i
L =——^-X (1-0.46)+ 0.46
丨…86-57( 21 )
[0122]其中，Uigv為壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度值的控制信號，Ligv為壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉的行程。
[0123]透平排氣流量為:
[0124]fI _/7X 1.8x7；,+32+ 460X(L/i,i )( 22 )
[0125]其中，Ta為壓氣機進氣溫度，F(xiàn)t為透平排氣流量，η為燃機轉(zhuǎn)速，η的取值范圍為O?I, η為I時即為額定轉(zhuǎn)速。
[0126]透平排氣溫度的計算如式(5)所示:
7；-371.46(1 - u {r-￡kl ))("2 4.21" + 4.22) + 722(1-/?) +1.94(1 -Ligv)
[0127]1 + 0.005(15-7；,)
T(23)
[0128]其中，Te為透平排氣溫度設(shè)計點值，ε td為透平及排氣系統(tǒng)的時間延遲，η為燃機轉(zhuǎn)速，Tt為透平排氣溫度，ε td為透平及排氣系統(tǒng)的時間延遲，t表示采樣時刻，Wf為燃料流量信號。
[0129]S5.將下一個控制周期輸出的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度作為當(dāng)前控制周期輸出的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度，重復(fù)執(zhí)行步驟S2至S4，直至重型燃?xì)廨啓C模型輸出的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度分別達(dá)到對應(yīng)的基準(zhǔn)。
[0130]其中，滿足下述兩條件時，重型燃?xì)廨啓C系統(tǒng)從開始運行后達(dá)到了穩(wěn)定，條件一:燃機轉(zhuǎn)速達(dá)到燃機轉(zhuǎn)速的基準(zhǔn)，條件二:透平排氣溫度達(dá)到透平排氣溫度的基準(zhǔn)。本發(fā)明采用重型燃?xì)廨啓C模型代替實體重型燃?xì)廨啓C進行了仿真，在實際應(yīng)用中具有相同的效果。
[0131]優(yōu)選地，為了使壓氣進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉能夠根據(jù)轉(zhuǎn)速偏差進行超前調(diào)節(jié)，在實際應(yīng)用時實現(xiàn)在降低負(fù)荷過程中通過減少透平排氣溫度而提高燃?xì)廨啓C聯(lián)合循環(huán)效率，基于重型燃?xì)廨啓C模型的解耦控制方法還包括:
[0132]對轉(zhuǎn)速偏差進行限幅；
[0133]將限幅后的轉(zhuǎn)速偏差加入到溫度偏差中對透平排氣溫度進行補償。
[0134]其中，將限幅后的轉(zhuǎn)速偏差加入到溫度偏差中對透平排氣溫度進行補償，可稱為轉(zhuǎn)速偏差補償。
[0135]具體地，通將限幅后的轉(zhuǎn)速偏差加入到溫度偏差中對透平排氣溫度進行補償包括:
[0136]計算溫度偏差與限幅后的轉(zhuǎn)速偏差的和；
[0137]根據(jù)限幅后的轉(zhuǎn)速偏差與溫度偏差的和，構(gòu)建第二單神經(jīng)元比例積分微分控制算法中神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式的狀態(tài)變量。
[0138]本發(fā)明實施例中，在第二單神經(jīng)元比例積分微分控制算法中神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式的狀態(tài)變量 x21 (k)、X22 (k)和 x23(k)中，分別加入 KXei(k)、KXei(k-l)和 KXe1 (k-2)，在溫度偏差中加入轉(zhuǎn)速偏差對透平排氣溫度進行調(diào)節(jié)時，重新構(gòu)建第二單神經(jīng)元比例積分微分控制算法中神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式的狀態(tài)變量的X21 (k)中的e2 (k)、e2 (k-D和e2 (k-2)，分別如式(24)、式(25)和式(26)所示.
[0139]e2(k) = y2 (k) ~r2 (k) +K X G1 (k) (24)
[0140]e2 (k-1) = y2 (k~l) ~r2 (k~l) +K X G1 (k~l) (25)
[0141 ] e2 (k_2) = y2 (k_2) -T2 (k_2) +K X G1 (k_2) (26)
[0142]其中，y2(k)、y2(k_l)、y2(k_2)分別為第k、k_l、k_2時亥Ij排氣溫度的平均值,r2(k)、r2(k-l)、r2(k-2)分別為第k、k-1、k-2時刻的排氣溫度基準(zhǔn)，K為轉(zhuǎn)速偏差補償系數(shù)。
[0143]由于本發(fā)明實施例采用單軸燃?xì)廨啓C模型，轉(zhuǎn)速偏差補償系數(shù)K取值范圍為70至150，燃機轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速偏差補償?shù)南薹秶鸀?20至O。
[0144]本發(fā)明實施例中，將單軸燃?xì)廨啓C模型通過式(19)和式(20)計算出燃機轉(zhuǎn)速，通過第一單神經(jīng)元比例積分微分算法，計算得出的燃料量，經(jīng)過0.15?I限幅后乘以增益
0.77，加上補償0.23，作為單軸燃?xì)廨啓C模型的輸入，將單軸燃?xì)廨啓C模型通過式(19)、式
(20)式(21)、式(22)和式(23)計算的透平排氣溫度平均值，通過第二單神經(jīng)元比例積分微分算法，計算得出壓力機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度，經(jīng)57?86限幅后，作為單軸燃?xì)廨啓C模型的輸入。
[0145]本發(fā)明實施例中，將原先模型替換成單軸燃?xì)廨啓C模型后，通過上述步驟S1-S5使重型燃?xì)廨啓C模型輸出的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度分別達(dá)到對應(yīng)的基準(zhǔn)，即通過單神經(jīng)元比例積分微分算法，自動學(xué)習(xí)單神經(jīng)元比例積分微分算法中的比例、微分和積分調(diào)節(jié)參數(shù)，使單軸燃?xì)廨啓C模型輸出的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度分別達(dá)到穩(wěn)定。其中，單軸燃?xì)廨啓C模型輸出的燃機轉(zhuǎn)速的基準(zhǔn)在第3100個采樣時刻給出階躍信號I到0.98，單軸燃?xì)廨啓C模的燃機轉(zhuǎn)速輸出響應(yīng)曲線如圖3所示。單軸燃?xì)廨啓C模型輸出透平排氣溫度的基準(zhǔn)在第3100個采樣時刻給出階躍信號540°C到520°C，單軸燃?xì)廨啓C模的透平排氣溫度輸出響應(yīng)曲線如圖4所示。
[0146]其中，有轉(zhuǎn)速偏差補償和無轉(zhuǎn)速偏差補償?shù)耐钙脚艢鉁囟容敵鲰憫?yīng)曲線如圖5所示，可見有轉(zhuǎn)速偏差補償?shù)捻憫?yīng)曲線中的透平排氣溫度在下降過程中超調(diào)更小，并且通過轉(zhuǎn)速偏差對透平排氣溫度進行的補償，僅在轉(zhuǎn)速基準(zhǔn)小于轉(zhuǎn)速時起作用。
[0147]本發(fā)明實施例提出的一種基于重型燃?xì)廨啓C模型的解耦控制方法，通過對重型燃?xì)廨啓C模型的輸出分別采用單神經(jīng)元比例積分微分算法，以及通過在第二單神經(jīng)元比例積分微分算法中增加偏差補償，具有對控制量自動學(xué)習(xí)，響應(yīng)迅速、自適應(yīng)能力強、抗干擾能力強等優(yōu)點，實現(xiàn)在降負(fù)荷過程中通過減少透平排氣溫度的降低而提高燃?xì)廨啓C聯(lián)合循環(huán)效率的效果。
[0148]實施例2
[0149]本發(fā)明實施例還提供了一種基于重型燃?xì)廨啓C模型的解耦控制系統(tǒng)，如圖2所示，該系統(tǒng)包括:仿真器107，仿真器107中嵌入有用于計算重型燃?xì)鈾C輪的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度的重型燃?xì)廨啓C模型，該系統(tǒng)還包括:第一單神經(jīng)元比例積分微分控制器102、第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器105、轉(zhuǎn)速偏差計算器101和溫度偏差計算器104 ；
[0150]第一單神經(jīng)元比例積分微分控制器102、仿真器107和轉(zhuǎn)速偏差計算器101相互電連接；
[0151]第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器105、仿真器107和溫度偏差計算器101相互電連接；
[0152]轉(zhuǎn)速偏差計算器101計算仿真器107輸出的燃機轉(zhuǎn)速與燃機轉(zhuǎn)速基準(zhǔn)值的差值，作為轉(zhuǎn)速偏差信號，傳輸至第一單神經(jīng)元比例積分微分控制器102進行處理，得到重型燃?xì)廨啓C的燃料量信號，并傳輸至仿真器107中的重型燃?xì)廨啓C模型進行仿真；
[0153]溫度偏差計算器計算仿真器107輸出的透平排氣溫度與透平排氣溫度基準(zhǔn)值的差值，作為溫度偏差信號，傳輸至第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器105進行處理，得到重型燃?xì)廨啓C的壓力機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度信號，并傳輸至仿真器107中的重型燃?xì)廨啓C模型進行仿真。
[0154]優(yōu)選地，為了防止在輸入到重型燃機輪機模型的信號超范圍而數(shù)據(jù)溢出，基于重型燃?xì)廨啓C模型的解耦控制系統(tǒng)還包括:第一限幅器103和第二限幅器106，第一限幅器103分別與第一單神經(jīng)元比例積分微分控制器102和仿真器107電連接，第二限幅器106分別與第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器105和仿真器107電連接；
[0155]第一限幅器103對第一單神經(jīng)元比例積分微分控制器102處理的燃料量信號進行中值限幅后，傳輸至仿真器107，第二限幅器106對第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器102處理的壓力機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度信號進行中值限幅后，傳輸至仿真器107。
[0156]優(yōu)選地，為了使重型燃?xì)廨啓C模型輸出的壓氣進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉能夠根據(jù)轉(zhuǎn)速偏差進行超前調(diào)節(jié)，基于重型燃?xì)廨啓C模型的解耦控制系統(tǒng)還包括:偏差補償器108和第三限幅器109，偏差補償器108連接在轉(zhuǎn)速偏差計算器101的輸出端和第三限幅器109輸入端之間；第三限幅器109連接在偏差補償器108輸出端和第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器105的輸入端之間；
[0157]偏差補償器108將轉(zhuǎn)速偏差信號進行處理，并通過第三限幅器109進行限幅后，傳輸至第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器105對透平排氣溫度進行補償。
[0158]本發(fā)明實施例中，由相互連接的仿真器107、轉(zhuǎn)速偏差計算器101、第一單神經(jīng)元比例積分微分控制器102和第一限幅器103，以及由相互連接的仿真器107、溫度偏差計算器104、第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器105和第二限幅器106，構(gòu)成了解耦控制系統(tǒng)。解耦控制系統(tǒng)的信號流向如圖6所示，仿真器107分別根據(jù)第一單神經(jīng)元比例積分微分控制器102和第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器105傳輸?shù)娜剂狭啃盘柡蛪簹鈾C進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度信號，輸出燃機轉(zhuǎn)速信號至轉(zhuǎn)速偏差計算器101，輸出透平排氣溫度信號至溫度偏差計算器104。轉(zhuǎn)速偏差計算器101根據(jù)仿真器107中重型燃機輪機模型的燃機轉(zhuǎn)速基準(zhǔn)和輸入的燃機轉(zhuǎn)速信號，計算轉(zhuǎn)速偏差信號，并將轉(zhuǎn)速偏差信號傳輸至第一單神經(jīng)元比例積分微分控制器102進行處理，自動學(xué)習(xí)控制器的比例積分微分調(diào)節(jié)參數(shù)，得出調(diào)整后的燃料量信號。溫度偏差計算器104根據(jù)仿真器107中重型燃機輪機模型的透平排氣溫度基準(zhǔn)和輸入的透平排氣溫度信號，計算溫度偏差信號，并將溫度偏差信號傳輸至第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器105進行處理，自動學(xué)習(xí)控制器的比例積分微分調(diào)節(jié)參數(shù)，得出調(diào)整后的壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度信號。
[0159]其中，為了防止在輸入到重型燃機輪機模型的燃燒量信號和壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度信號，超范圍而數(shù)據(jù)溢出，在第一單神經(jīng)元比例積分微分控制器102處理得到的燃燒量信號，在輸入到仿真器107前，進入第一限幅器103進行限幅；在第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器105處理得到的壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度信號，在輸入到仿真器107前，進入第二限幅器106進行限幅。
[0160]其中，轉(zhuǎn)速偏差計算器101與第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器105之間，加入了相互連接的偏差補償器108和第三限幅器109。偏差補償器108采集轉(zhuǎn)速偏差計算器101輸出的轉(zhuǎn)速偏差信號，并在轉(zhuǎn)速偏差信號中加入補償系數(shù)K后，通過所述第三限幅器進行限幅，限幅后，與溫度偏差計算器104輸出的溫度偏差信號合并，作為第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器105的輸入信號。
[0161]本發(fā)明實施例中，仿真器107中的重型燃?xì)廨啓C模型采用單軸燃?xì)廨啓C模型，在發(fā)生干擾后，通過若干控制周期，第一單神經(jīng)元比例積分微分控制器102調(diào)節(jié)的燃料量信號，通過單軸燃?xì)廨啓C模型計算，得出的燃機轉(zhuǎn)速輸出響應(yīng)曲線如圖3所示，第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器105調(diào)節(jié)的壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度信號，通過單軸燃?xì)廨啓C模型計算，得出透平排氣平均溫輸出響應(yīng)曲線如圖4所示，圖5給出了在采用單軸燃?xì)廨啓C模型時，有偏差補償器108和無偏差補償器108的透平排氣溫度輸出響應(yīng)曲線，有偏差補償器的響應(yīng)曲線透平排氣溫度在下降過程中超調(diào)更小。
[0162]本發(fā)明實施例提出的一種基于重型燃?xì)廨啓C模型的解耦控制系統(tǒng)，通過對重型燃?xì)廨啓C模型的輸出分別采用第一和第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器，以及通過將轉(zhuǎn)速偏差信號傳輸至第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器增加偏差補償，具有對控制量自動學(xué)習(xí)，響應(yīng)迅速、自適應(yīng)能力強、抗干擾能力強等優(yōu)點，實現(xiàn)在降負(fù)荷過程中通過減少透平排氣溫度的降低而提高燃?xì)廨啓C聯(lián)合循環(huán)效率的效果。
[0163]雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出各種修改和變型，這樣的修改和變型均落入由所附權(quán)利要求所限定的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于重型燃?xì)廨啓C模型的解耦控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 51.根據(jù)輸入重型燃?xì)廨啓C模型的初始燃料量和初始壓力機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度，計算重型燃?xì)廨啓C模型在當(dāng)前控制周期輸出的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度； 52.根據(jù)重型燃?xì)廨啓C模型的燃機轉(zhuǎn)速基準(zhǔn)，計算所述燃機轉(zhuǎn)速在當(dāng)前控制周期的轉(zhuǎn)速偏差，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)速偏差通過第一單神經(jīng)元比例積分微分控制算法，計算在下一個控制周期輸入所述重型燃?xì)廨啓C模型的燃料量； 53.根據(jù)重型燃?xì)廨啓C模型的透平排氣溫度基準(zhǔn)，計算所述透平排氣溫度在當(dāng)前控制周期的溫度偏差，并根據(jù)所述溫度偏差，通過第二單神經(jīng)元比例積分微分控制算法，計算在下一個控制周期輸入所述重型燃?xì)廨啓C模型的壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度； 54.根據(jù)所述在下一個控制周期輸入所述重型燃?xì)廨啓C模型的燃料量和壓氣機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度，計算重型燃?xì)廨啓C模型在下一個控制周期輸出的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度； 55.將所述下一個控制周期輸出的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度作為當(dāng)前控制周期輸出的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度，重復(fù)執(zhí)行步驟S2至S4，直至重型燃?xì)廨啓C模型輸出的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度分別達(dá)到對應(yīng)的基準(zhǔn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括: 將所述燃機轉(zhuǎn)速基準(zhǔn)與所述燃機轉(zhuǎn)速作差，得到所述轉(zhuǎn)速偏差； 根據(jù)所述轉(zhuǎn)速偏差，構(gòu)建第一單神經(jīng)元比例積分微分控制算法中神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式的狀態(tài)變量； 根據(jù)所述第一單神經(jīng)元比例積分微分控制算法中神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式的狀態(tài)變量，構(gòu)建第一加權(quán)系數(shù)，并將所述第一加權(quán)系數(shù)規(guī)范化； 根據(jù)規(guī)范化的所述第一加權(quán)系數(shù)，通過所述第一神經(jīng)單元比例積分微分算法中的所述神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式，計算所述燃料量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2還包括:對所述燃料量進行中值限幅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括: 將所述透平排氣溫度與所述透平排氣溫度基準(zhǔn)作差，得到溫度偏差； 根據(jù)所述溫度偏差，構(gòu)建第二單神經(jīng)元比例積分微分控制算法中神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式的狀態(tài)變量； 根據(jù)所述第二單神經(jīng)元比例積分微分控制算法中神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式的狀態(tài)變量，構(gòu)建第二加權(quán)系數(shù)，并將所述第二加權(quán)系數(shù)規(guī)范化； 根據(jù)規(guī)范化的所述第二加權(quán)系數(shù)，通過所述第二神經(jīng)單元比例積分微分算法中的所述神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式，計算所述壓力機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S3還包括: 對所述壓力機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度進行中值限幅。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 對所述轉(zhuǎn)速偏差進行限幅； 將限幅后的轉(zhuǎn)速偏差加入到溫度偏差中對透平排氣溫度進行補償。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述將限幅后的所述轉(zhuǎn)速偏差加入到溫度偏差中對透平排氣溫度進行補償具體包括: 計算溫度偏差與所述限幅后的轉(zhuǎn)速偏差的和； 根據(jù)所述限幅后的轉(zhuǎn)速偏差與溫度偏差的和，構(gòu)建第二單神經(jīng)元比例積分微分控制算法中神經(jīng)元學(xué)習(xí)公式的狀態(tài)變量。
8.一種基于重型燃?xì)廨啓C模型的解耦控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:仿真器，所述仿真器中嵌入有用于計算重型燃?xì)鈾C輪的燃機轉(zhuǎn)速和透平排氣溫度的重型燃?xì)廨啓C模型，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括:第一單神經(jīng)元比例積分微分控制器、第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器、轉(zhuǎn)速偏差計算器和溫度偏差計算器； 所述第一單神經(jīng)元比例積分微分控制器、所述仿真器和所述轉(zhuǎn)速偏差計算器相互電連接; 所述第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器、所述仿真器和所述溫度偏差計算器相互電連接; 所述轉(zhuǎn)速偏差計算器計算所述仿真器輸出的燃機轉(zhuǎn)速與燃機轉(zhuǎn)速基準(zhǔn)值的差值，作為轉(zhuǎn)速偏差信號，傳輸至所述第一單神經(jīng)元比例積分微分控制器進行處理，得到重型燃?xì)廨啓C的燃料量信號，并傳輸至所述仿真器中的重型燃?xì)廨啓C模型進行仿真； 所述溫度偏差計算器計算所述仿真器輸出的透平排氣溫度與透平排氣溫度基準(zhǔn)值的差值，作為溫度偏差信號，傳輸至所述第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器進行處理，得到重型燃?xì)廨啓C的壓力機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度信號，并傳輸至所述仿真器中的重型燃?xì)廨啓C模型進行仿真。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括:第一限幅器和第二限幅器，所述第一限幅器分別與所述第一單神經(jīng)元比例積分微分控制器和所述仿真器電連接，所述第二限幅器分別與所述第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器和所述仿真器電連接； 所述第一限幅器對所述第一單神經(jīng)元比例積分微分控制器處理的所述燃料量信號進行中值限幅后，傳輸至所述仿真器，所述第二限幅器對所述第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器處理的所述壓力機進口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉開度信號進行中值限幅后，傳輸至所述仿真器。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括:偏差補償器和第三限幅器，所述偏差補償器連接在所述轉(zhuǎn)速偏差計算器的輸出端和所述第三限幅器輸入端之間；所述第三限幅器連接在所述偏差補償器輸出端和第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器的輸入端之間； 所述偏差補償器將所述轉(zhuǎn)速偏差信號進行處理，并通過所述第三限幅器進行限幅后，傳輸至所述第二單神經(jīng)元比例積分微分控制器對所述透平排氣溫度進行補償。
【文檔編號】F02C9/48GK104196640SQ201410375105
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】劉蕾 申請人:北京華清燃?xì)廨啓C與煤氣化聯(lián)合循環(huán)工程技術(shù)有限公司