[發(fā)明專利]基于樸素貝葉斯的鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)性能評估的方法

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• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112348399A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫京誥;陳佳林;蘇廣昊;張晨陽
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于樸素貝葉斯的鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)性能評估的方法，所述方法包括：對鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)進(jìn)行性能及相關(guān)參數(shù)的測試，生成訓(xùn)練樣本和測試樣本；利用樸素貝葉斯分類算法將測試樣本和估計出的參數(shù)進(jìn)行分類訓(xùn)練，并計算其分類誤差；將樸素貝葉斯分類器封裝成預(yù)測模塊嵌入到待評估的鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)中；通過分類器提前對控制系統(tǒng)進(jìn)行性能預(yù)測，若性能差，則及時進(jìn)行參數(shù)調(diào)整；若性能良好，利用最小方差法計算其性能指標(biāo)判斷其性能是否還有提升的空間，并優(yōu)化相關(guān)參數(shù)進(jìn)一步提高鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)。該方法能提前預(yù)估鍋爐汽包水位控制的性能，辨識出不合理的參數(shù)進(jìn)而進(jìn)行調(diào)整，且構(gòu)建簡單，具有較強的抗噪能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動控制領(lǐng)域，具體涉及一種基于樸素貝葉斯分類的鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)性能評估的方法。

背景技術(shù)

汽包水位是汽包鍋爐運行中一個重要的監(jiān)控參數(shù)，它反映的是鍋爐蒸汽負(fù)荷與給水量之間的平衡關(guān)系。保證鍋爐和汽輪機安全運行的必要條件之一就是維持汽包水位在一定的范圍內(nèi)。汽包水位過高會影響汽包內(nèi)汽水分離裝置的工作，造成出口蒸汽水分過多而使過熱器器管壁結(jié)垢，容易燒壞過熱器，也會使蒸汽溫度反生急劇變化，直接影響機組運行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。汽包水位過低，則可能破壞鍋爐水循環(huán)，造成水冷壁管燒壞而破裂。

目前針對鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)性能評估的方法眾多，由于鍋爐水位被控對象的特點，采用單回路反饋控制系統(tǒng)不能滿足生產(chǎn)對控制品質(zhì)的要求，同時由于單級三沖量水位控制系統(tǒng)存在的一些問題，所以汽包鍋爐的水位自動控制普遍采用串級三沖量水位自動控制方案。但是汽包水位過低或者過高都會影響鍋爐水循環(huán)，而且現(xiàn)有的研究方法都沒有綜合考慮汽包水位控制系統(tǒng)的性能評估及優(yōu)化策略，隨著時間的推移，由于設(shè)備故障、工況變化等原因，使得實際運行中的控制系統(tǒng)性能下降。另一方面，若能在其整個系統(tǒng)性能評估之前進(jìn)行性能預(yù)測，能夠提前知道某些不合理的參數(shù)，由此可在評估之前進(jìn)行某些相關(guān)的參數(shù)調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容

這對上述現(xiàn)有方法存在的問題和不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：提供了一種基于樸素貝葉斯分類的鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的性能評估方法，可以樸素貝葉斯分類器提前預(yù)估鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的性能。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種基于樸素貝葉斯分類的鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)性能評估的方法，包括以下步驟：

步驟1，從鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)中測試控制量給水流量、擾動量蒸汽流量及被控量汽包水位，通過出口水位進(jìn)行性能測試，獲取訓(xùn)練樣本；

步驟2，記錄測試的鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)并生成測試樣本；

步驟3，利用樸素貝葉斯分類算法將鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的測試樣本和估計出的參數(shù)進(jìn)行分類訓(xùn)練；

步驟4，通過計算分類誤差判別分類結(jié)果的準(zhǔn)確率；

步驟5，將樸素貝葉斯分類器封裝成預(yù)測模塊嵌入到現(xiàn)有的鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)中；

步驟6，在現(xiàn)有的控制系統(tǒng)中，通過分類器提前對鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)進(jìn)行性能預(yù)估，若評估的性能差，則及時進(jìn)行參數(shù)調(diào)整；若性能良好，利用最小方差法計算其性能指標(biāo)判斷其性能是否還有提升的空間，并優(yōu)化參數(shù)來消除給水流量和蒸汽流量擾動帶來的影響，進(jìn)一步提高鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)。

進(jìn)一步地，在步驟1中，還包括：

進(jìn)行鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)訓(xùn)練樣本的獲取，須從一個真實穩(wěn)定的鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)進(jìn)行測試獲取，并確定相應(yīng)的變量即給水流量和蒸汽流量擾動；同時，為了達(dá)到更高的預(yù)測準(zhǔn)確度，樸素貝葉斯分類算法本身要求訓(xùn)練數(shù)據(jù)的先驗概率及條件概率應(yīng)盡量真實準(zhǔn)確。

進(jìn)一步地，在步驟2中，還包括：