基于改进细菌菌落的主蒸汽温度线性自抗扰串级控制方法与流程

技术特征：
1.基于改进细菌菌落的主蒸汽温度线性自抗扰串级控制方法，其特征在于，所述控制方法的外回路采用线性自抗扰控制器，基于改进细菌菌落优化算法对线性自抗扰控制器的带宽ω
c
、被控对象参数b的估计值b0进行优化，包括以下步骤：步骤1，初始化算法的相关参数，设置相关约束条件，线性自抗扰控制器的两个参数看作空间中的一组可行解(ω
c
,b0)；步骤2，初始化单个或3～5个细菌个体；步骤3，根据细菌个体当前位置，调用被控对象程序用公式(22)评价细菌适应度值，即计算每个细菌的目标函数值，记录当前g
best
以及(ω
c
,b0)，并采用随机搜索方法，更新g
best
以及线性自抗扰控制器的两个参数(ω
c
,b0)，公式(22)如下：其中，δj为δt时间段内误差函数加权之后的积分值，δt为采样周期，e为误差，τ为时间；步骤4，若当前细菌个体适应度值优于上一次细菌个体适应度值，当前细菌个体进行前进操作，用公式(15)～(17)更新位置后执行步骤5，否则，进行翻滚操作，用公式(18)更新位置后执行步骤6，公式(15)～(18)如下：v
i 1
＝α[v
i
r1·
rand
·
(f
best-x
i
) r2·
rand
·
(g
best-x
i
)]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(15)x
i 1
＝v
i
v
i 1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(17)x
i 1
＝x
i
r3·
randn
·
(g
best-x
i
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(18)其中，v
i 1
为第i 1次迭代时细菌个体的运动方向；v
i
为第i次迭代时细菌个体的运动方向；x
i 1
为第i 1次迭代时细菌个体在解空间中的位置；x
i
为第i次迭代时细菌个体在解空间中的位置；f
best
为细菌个体父代所经历的最优位置；g
best
为整个菌落迄今为止所经历的最优位置；r,r1以及r2为系数；rand为(0,1)之间的随机数；步骤5，判断当前种群是否达到最大种群，是返回步骤3；否则，若连续前进np次达到死亡条件，则执行繁殖操作，然后再返回执行步骤3，若连续前进np次没有达到死亡条件，则直接返回执行步骤3；步骤6，若连续翻滚nd次达到死亡条件，则执行死亡操作，然后执行步骤7，否则返回执行步骤3；步骤7，若种群数为零，则算法结束，输出最优参数值ω
c
、b0，否则返回继续执行步骤3。2.根据权利要求1所述的基于改进细菌菌落的主蒸汽温度线性自抗扰串级控制方法，其特征在于，所述步骤1中相关参数为种群规模、繁殖条件。3.根据权利要求1所述的基于改进细菌菌落的主蒸汽温度线性自抗扰串级控制方法，其特征在于，所述步骤1中相关约束条件为：
式中，x
i 1
为第i 1次迭代时细菌个体在解空间中的位置，x
max
是细菌个体位置最大值，x
min
是细菌个体位置最小值。4.根据权利要求1所述的基于改进细菌菌落的主蒸汽温度线性自抗扰串级控制方法，其特征在于，所述步骤3中随机搜索方法为在每次迭代后，以某r
g
为半径，在最优位置附近进行k次随机搜索，改进的g
best
最优位置为：式中，k是在最优位置附近第k次随机搜索，是个体第i次迭代时最优位置第k次随机搜索，r
g
是随机搜索半径，r
i
是惯性比例，表示对当前最优位置的继承，rand
·
r
g
为搜索步长。

技术总结
本发明涉及火力发电、智能优化控制技术领域，具体涉及基于改进细菌菌落的主蒸汽温度线性自抗扰串级控制方法。本发明针对循环流化床锅炉主蒸汽温度系统存在非线性、多扰动等问题，采用串级控制与线性自抗扰控制相结合的控制策略，设计了主蒸汽温度线性自抗扰串级控制系统，同时，为了改善该系统的控制性能和控制精度，提出一种基于改进细菌菌落优化的线性自抗扰串级控制方法。该方法将ITAE积分性能指标作为改进细菌菌落算法的适应度函数，利用改进细菌菌落算法对自抗扰控制器参数进行优化。最后基于Matlab/Simulink仿真平台，搭建建主蒸汽温度的动态仿真模型。汽温度的动态仿真模型。汽温度的动态仿真模型。


技术研发人员：印江 曹振乾 侯鹏飞 张津华 白建云 袁华保峰 李丽锋
受保护的技术使用者：山西大学
技术研发日：2021.07.05
技术公布日：2022/3/11