[发明专利]一种变频调速恒压供水控制方法及控制系统

说明书

本发明涉及一种变频调速恒压供水控制方法及控制系统，所述控制方法使用的闭环PID控制参数的获得方式为：以每一组可行的闭环PID控制参数作为一个三维粒子，利用改进量子粒子群优化算法搜索出最优的闭环PID控制参数；所述改进量子粒子群优化算法中，引入角度变异并改进惯性权重更新，获得最优的闭环PID控制参数。与现有技术相比，本发明利用改进量子粒子群优化算法进行恒压供水系统的控制器参数调节，全局收敛速度快，局部收敛精度高，能够获得较优的闭环PID控制参数。

技术领域

本发明涉及恒压供水系统的控制优化，尤其涉及一种变频调速恒压供水控制方法及控制系统。

背景技术

恒压供水控制在国民生活中起着举足轻重的作用，改善供水、节能降耗、提高调速精度和功率因数具有重要的研究意义。同时，设备损耗的减少、机械磨损和噪声减小也是供水系统不可或缺的考虑因素，变频调速恒压供水方式在此更具优势，其控制目的是保证管网供水压力恒定，平衡供水水量和用水需求，在保证供水水质和水量的同时，确保供水系统运行安全可靠。

然而，随着科学技术的日新月异，传统控制算法已不能提供足够舒适的用户体验。传统PID控制参数主要依靠经验整定，不仅费时而且无法达到最佳控制效果。近年来，随着智能算法的发展和深入，已有学者针对恒压供水系统提出模糊和神经网络控制策略，如变论域模糊控制、基于蚁群优化的神经网络控制等相较传统PID控制在效果上均有一定改善，但是控制策略较为复杂，适应性不强。

目前，国内外已有将粒子群(PSO)等群智能优化算法应用于供水系统控制的报道，如文献“基于粒子群的城市供水配置模型优化算法”(张永祥,王慧峰,王昊,唐颖.北京工业大学学报,2016,42(03):467-472)将改进的PSO算法用于城市供水配置以调度用水，文献“Improved performance of PSO with self-adaptive parameters for computing theoptimal design of Water Supply Systems”(del Montalvo,Izquierdo,RafaelPe′rez-Manuel Herrera.Engineering Applications of ArtificialIntelligence,2010,23(05):727-735)和“Particle swarm optimization applied tothe design of water supply systems”(Idel Montalvoa,Izquierdoa,RafaelPerez′a,Michael M.Tungb.Computers and Mathematics with Applications,2008,56(03):769-776)将改进的PSO算法用于供水系统设计中参数的自适应调整。然而，上述控制还存在策略较为复杂、易陷入局部极值、寻优精度较低等不足。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种变频调速恒压供水控制方法及控制系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种变频调速恒压供水控制方法，该方法使用的闭环PID控制参数的获得方式为：以每一组可行的闭环PID控制参数作为一个三维粒子，利用改进量子粒子群优化算法搜索出最优的闭环PID控制参数；

所述改进量子粒子群优化算法具体包括以下步骤：

1)产生初始种群；

2)解空间变换；

3)以设定的适应度函数计算每个粒子的适应度值，计算当前粒子的个体最优值和全局最优值；

4)更新全局和个体最优位置；

5)基于自适应惯性权重更新粒子状态；

6)引入旋转角，采用量子旋转门对种群中的粒子进行变异；