[发明专利]核电PID控制系统控制参数自动寻优方法

说明书

本发明涉及核电控制技术领域，具体公开了一种核电PID控制系统控制参数自动寻优方法。该方法包括：1、获取核电PID控制系统的相关参数；2、根据输入的阶跃试验输入输出数据，寻求核电PID控制系统最优阶次及系统的模型参数；3、对控制器系统进行稳定性判断；4、利用多目标粒子群算法，获取控制器最优参数集；5、从控制器最优参数集选取最优的PID参数。该方法能够获得核电PID控制系统的最优控制参数，减少人工工作量，缩短调试时间；本方法已成功应用于CP1000核电模拟机中，适用于CP1000核电模型的典型单回路PID控制系统。

技术领域

本发明属于核电控制技术领域，具体涉及一种核电PID控制系统控制参数 自动寻优方法。

背景技术

PID调节在核电工程调试、DCS工程样机调试、以及模拟机、设计验证平 台开发过程中是不可或缺的环节，目前对于该项工作都采用手动调节的方式， 根据工程师经验调节，在遇到一些复杂的控制系统时，PID调节时常会占用很多 时间，这种方法调试效率低下，影响整个工程进度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核电PID控制系统控制参数自动寻优方法，可 用于核电控制系统的PID参数自动调试，避免手动经验调试，提高整体调试效 率。

本发明的技术方案如下：一种核电PID控制系统控制参数自动寻优方法， 该方法具体包括如下步骤：

步骤1、获取核电PID控制系统的相关参数；

步骤2、根据输入的阶跃试验输入输出数据，寻求核电PID控制系统最优阶 次及系统的模型参数；

步骤3、对控制器系统进行稳定性判断；

步骤4、利用多目标粒子群算法，获取控制器最优参数集；

步骤4.1、获取初始化粒子位置，计算适应度值；

步骤4.2、初始化历史最优Pbest为其本身和找出全局最优Gbest；

步骤4.3、根据位置和速度公式进行位置和速度的更新；

步骤4.4、重新计算适应度，并根据适应度更新历史最优Pbest和全局最优 Gbest，并在收敛或达到最大迭代次数时，完成多目标粒子群算法，获得控制器 最优参数集；

步骤5、从控制器最优参数集选取最优的PID参数。

所述的步骤1中获取核电PID控制系统的相关参数包括：阶跃试验的输入 输出数据，以及PID参数寻优范围数据；控制器的参数包括反馈类型，控制器 输出限幅下限值，控制器输出限幅上限制，积分环节饱和下限值，积分饱和上 限值以及积分类型。

所述的步骤2中寻求核电PID控制系统最优阶次及系统的模型参数的具体 步骤为：

步骤2.1、设定辨识模型；

设定辨识模型为：

A(z^-1)y(k)＝B(z^-1)u(k-d)+ξ(k)

式中，ξ(k)为白噪声，结构参数n_a，n_b和d均未知，且

步骤2.2、利用自适应最小二乘辨识方法，寻找系统的最优阶次及系统的模 型参数；

设n_a＝n_b＝n，d＝0，根据可测量的输入输出，确定如下2n个参数：

a₁ a₂ … a_n b₁ b₂ … b_n