基于遺傳優(yōu)化的汽包鍋爐給水控制系統(tǒng)

以汽包水位為被控對(duì)象, 采用串級(jí)三沖量給水控制系統(tǒng), 運(yùn)用遺傳算法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)整定并獲得了最佳控制參數(shù)。SIMULINK仿真結(jié)果表明, 較之傳統(tǒng)整定方法，基于遺傳算法優(yōu)化整定的給水控制系統(tǒng)能更好更快地克服各種外擾和內(nèi)擾的影響，并具有更好的水位給定值跟蹤性能。
鍋爐汽包水位是鍋爐運(yùn)行中的一個(gè)重要的監(jiān)控參數(shù),它間接反映了鍋爐蒸汽負(fù)荷與給水流量之間的平衡關(guān)系,維持汽包水位在正常的范圍是保證鍋爐和汽輪機(jī)安全運(yùn)行的必要條件。汽包水位過(guò)高,會(huì)影響汽包內(nèi)汽水分離裝置的正常工作,容易燒壞過(guò)熱器;而汽包水位過(guò)低,則可能破壞鍋爐水循環(huán),造成水冷壁管燒壞而破裂。由于串級(jí)三沖量控制系統(tǒng)技術(shù)成熟、可靠性較好，因而目前被廣泛地應(yīng)用于汽包鍋爐給水控制[1]。
然而, 串級(jí)三沖量給水控制系統(tǒng)的參數(shù)整定目前還比較原始落后，主要是先依靠一些半經(jīng)驗(yàn)的公式進(jìn)行計(jì)算得到很粗略的參數(shù)值，然后再到現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)調(diào)整。因而這種原始的參數(shù)整定方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且沒(méi)有考慮某個(gè)整體優(yōu)化指標(biāo)，其控制效果往往達(dá)不到最優(yōu)。因此,迫切需要一種快速有效、省時(shí)省力，并且控制效果能夠達(dá)到某種優(yōu)化的給水控制系統(tǒng)參數(shù)整定方法。
遺傳算法（Genetic Algorithm, GA）是一種新發(fā)展起來(lái)的優(yōu)化算法，于上世紀(jì)70年代產(chǎn)生于美國(guó)的密執(zhí)根大學(xué)[2]。遺傳算法由于其對(duì)問(wèn)題的依賴性較小，可以求得全局最優(yōu)解等特點(diǎn)，吸引了各方面人士的興趣，并已在人工智能、故障診斷、智能控制等許多領(lǐng)域中獲得了應(yīng)用[2]。
本文首先介紹串級(jí)三沖量給水控制系統(tǒng)基本原理及其常規(guī)參數(shù)整定方法；然后,介紹遺傳算法及其在串級(jí)三沖量給水控制系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化中的應(yīng)用；最后，通過(guò)對(duì)某給水控制系統(tǒng)的SIMULINK仿真分析，說(shuō)明了遺傳算法用于串級(jí)三沖量給水控制系統(tǒng)參數(shù)整定和優(yōu)化的有效性和優(yōu)越性。