CN115183224B - 基于代理模型的自然循环蒸汽发生器给水控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于代理模型的自然循环蒸汽发生器给水控制方法及系统，应用于海洋条件下自然循环蒸汽发生器给水控制技术领域，包括以下步骤：S101、获取代理模型的训练数据；S201、利用S101获取的训练数据进行代理模型的训练，得到训练好的代理模型；S301、利用S201得到的训练好的代理模型对自然循环蒸汽发生器水位测量值进行修正，得到修正后的水位测量值；S401、将S301中修正后的测量值作为给水控制的输入量，通过PID控制算法控制自然循环蒸汽发生器给水流量。本发明避免海洋条件引起自然循环蒸汽发生器给水控制的给水调节阀活动，提供给水控制性能。

Description

基于代理模型的自然循环蒸汽发生器给水控制方法及系统
技术领域
本发明涉及海洋条件下自然循环蒸汽发生器给水控制技术领域，尤其涉及基于代理模型的自然循环蒸汽发生器给水控制方法及系统。
背景技术
海洋条件可归结为起伏、倾斜、摇摆运行条件引起的附加惯性力场和空间位置变化，自然循环蒸汽发生器在海洋条件下会发生液体晃动，造成传感器水位测量值变化，即便蒸汽发生器内水装量不变，由于自然循环蒸汽发生器给水控制接收到变化的水位信号，依然会控制给水流量变化，造成自然循环蒸汽发生器给水控制的给水调节阀阀位变化，影响自然循环蒸汽发生器给水控制性能
因此，提供一种基于代理模型的自然循环蒸汽发生器给水控制方法及系统，避免自然循环蒸汽发生器给水控制接收的水位信号因海洋条件而波动，提高自然循环蒸汽发生器给水控制性能，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于代理模型的自然循环蒸汽发生器给水控制方法及系统，避免海洋条件引起自然循环蒸汽发生器给水控制的给水调节阀活动，提供给水控制性能。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
基于代理模型的海洋条件下自然循环蒸汽发生器给水控制方法，包括以下步骤：
S101、获取代理模型的训练数据；
S201、利用S101获取的所述训练数据进行所述代理模型的训练，得到训练好的代理模型；
S301、利用S201得到的所述训练好的代理模型对自然循环蒸汽发生器水位测量值进行修正，得到修正后的水位测量值；
S401、将S301中所述修正后的测量值作为给水控制的输入量，通过PID控制算法控制所述自然循环蒸汽发生器给水流量。
可选的，S101具体包括以下步骤：
S1011、采集海洋条件下所述自然循环蒸汽发生器的传感器测量值；
S1012、将S1011中的所述传感器测量值分成特征和标签，作为所述代理模型的训练集。
可选的，所述特征包括多个所述自然循环蒸汽发生器的水位测量值和加速度计测量值样本；
所述标签包括静止的所述自然循环蒸汽发生器水位样本。
可选的，S201具体包括以下步骤：
S2011、将步骤S1012中的所述特征作为所述代理模型的输入，得到所述代理模型的预测值；
S2012、利用步骤S1012中的所述标签和步骤S2011中的所述预测值计算损失函数值；
S2013、采用梯度下降法更新所述代理模型的权重值；
S2014、重复步骤S2011-S2013，直到所述损失函数值小于目标阈值。
可选的，所述代理模型采用反向传播神经网络建模。
可选的，S301具体包括以下步骤：
S3011、采集当前时刻所述自然循环蒸汽发生器的水位测量值和加速度计测量值；
S3012、将步骤S3011中的所述测量值输入到步骤S201中所述训练好的代理模型中，通过所述训练好的代理模型计算得到修正后的水位测量值。
可选的，S401具体包括以下步骤：
S4011、将步骤S3012得到的所述修正后的水位测量值代替步骤S3011中的所述自然循环蒸汽发生器的水位测量值；
S4012、根据所述自然循环蒸汽发生器水位设定值和所述修正后的水位测量计算水位偏差，并输入到所述PID控制算法中，得到给水调节阀阀位变化量，实现对所述自然循环蒸汽发生器水位的控制。
一种基于代理模型的海洋条件下自然循环蒸汽发生器给水控制系统，应用上述的一种基于代理模型的海洋条件下自然循环蒸汽发生器给水控制方法，包括依次连接的数据获取模块、模型训练模块、修正模块和水位控制模块；
所述数据获取模块，用于获取代理模型的训练数据；
所述模型训练模块，用于利用所述训练数据进行所述代理模型的训练，得到训练好的代理模型；
所述修正模块，用于利用所述训练好的代理模型对自然循环蒸汽发生器水位测量值进行修正，得到修正后的水位测量值；
所述水位修正模块，用于将所述修正后的测量值作为给水控制的输入量，通过PID控制算法控制所述自然循环蒸汽发生器给水流量。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了基于代理模型的自然循环蒸汽发生器给水控制方法及系统：采用代理模型修正蒸汽发生器水位测量值，从而避免自然循环蒸汽发生器给水控制接收的水位信号因海洋条件而波动，提高自然循环蒸汽发生器给水控制性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的基于代理模型的海洋条件下自然循环蒸汽发生器给水控制方法流程图；
图2为本发明中S101的方法流程图；
图3为本发明中S201的方法流程图；
图4为本发明中S301的方法流程图；
图5为本发明中S401的方法流程图；
图6为本发明提供的基于代理模型的海洋条件下自然循环蒸汽发生器给水控制系统结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1所示，本实发明公开了基于代理模型的海洋条件下自然循环蒸汽发生器给水控制方法，包括以下步骤：
S101、获取代理模型的训练数据；
S201、利用S101获取的训练数据进行代理模型的训练，得到训练好的代理模型；
S301、利用S201得到的训练好的代理模型对自然循环蒸汽发生器水位测量值进行修正，得到修正后的水位测量值；
S401、将S301中修正后的测量值作为给水控制的输入量，通过PID控制算法控制自然循环蒸汽发生器给水流量。
进一步的，参照图2所示，S101具体包括以下步骤：
S1011、采集海洋条件下自然循环蒸汽发生器的传感器测量值；
S1012、将S1011中的传感器测量值分成特征和标签，作为代理模型的训练集。
进一步的，特征包括多个自然循环蒸汽发生器的水位测量值和加速度计测量值样本；
标签包括静止的自然循环蒸汽发生器水位样本。
进一步的，参照图3所示，S201具体包括以下步骤：
S2011、将步骤S1012中的特征作为代理模型的输入，得到代理模型的预测值；
S2012、利用步骤S1012中的标签和步骤S2011中的预测值计算损失函数值；
S2013、采用梯度下降法更新代理模型的权重值；
S2014、重复步骤S2011-S2013，直到损失函数值小于目标阈值。
更进一步的，代理模型采用反向传播神经网络建模。
进一步的额，参见图4所示，S301具体包括以下步骤：
S3011、采集当前时刻自然循环蒸汽发生器的水位测量值和加速度计测量值；
S3012、将步骤S3011中的测量值输入到步骤S201中训练好的代理模型中，通过训练好的代理模型计算得到修正后的水位测量值。
具体的，特征值的输入包括蒸汽发生器水位测量值5.1m，三向加速度(0.2,0,10.2)m/s2；经过代理模型计算，得到代理模型的预测值为5.0m，即静止条件下的蒸汽发生器水位预测值。
进一步的，参照图5所示，S401具体包括以下步骤：
S4011、将步骤S3012得到的修正后的水位测量值代替步骤S3011中的自然循环蒸汽发生器的水位测量值；
S4012、根据自然循环蒸汽发生器水位设定值和修正后的水位测量计算水位偏差，并输入到PID控制算法中，得到给水调节阀阀位变化量，实现对自然循环蒸汽发生器水位的控制。
具体的，将水位测量修正值5.0m，代替蒸汽发生器水位测量值5.1m。蒸汽发生器水位设定值为5.0m，计算的水位偏差为0m；将水位偏差0m输入到PID控制算法中，得到给水调节阀阀位变化量为0，即给水调节阀阀位未发生变化，修正的水位测量值避免了给水调节阀的误动。
参见图6所示，本发明公开了一种基于代理模型的海洋条件下自然循环蒸汽发生器给水控制系统，应用上述的一种基于代理模型的海洋条件下自然循环蒸汽发生器给水控制方法，包括依次连接的数据获取模块、模型训练模块、修正模块和水位控制模块；
数据获取模块，用于获取代理模型的训练数据；
模型训练模块，用于利用训练数据进行代理模型的训练，得到训练好的代理模型；
修正模块，用于利用训练好的代理模型对自然循环蒸汽发生器水位测量值进行修正，得到修正后的水位测量值；
水位修正模块，用于将修正后的测量值作为给水控制的输入量，通过PID控制算法控制自然循环蒸汽发生器给水流量。
对所公开的实施例的上述说明，按照递进的方式进行，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.基于代理模型的海洋条件下自然循环蒸汽发生器给水控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S101、获取代理模型的训练数据；
S201、利用S101获取的所述训练数据进行所述代理模型的训练，得到训练好的代理模型；
S301、利用S201得到的所述训练好的代理模型对自然循环蒸汽发生器水位测量值进行修正，得到修正后的水位测量值；
S401、将S301中所述修正后的测量值作为给水控制的输入量，通过PID控制算法控制所述自然循环蒸汽发生器给水流量；
S101具体包括以下步骤：
S1011、采集海洋条件下所述自然循环蒸汽发生器的传感器测量值；
S1012、将S1011中的所述传感器测量值分成特征和标签，作为所述代理模型的训练集；
所述特征包括多个所述自然循环蒸汽发生器的水位测量值和加速度计测量值样本；
所述标签包括静止的所述自然循环蒸汽发生器水位样本；
S201具体包括以下步骤：
S2011、将步骤S1012中的所述特征作为所述代理模型的输入，得到所述代理模型的预测值；
S2012、利用步骤S1012中的所述标签和步骤S2011中的所述预测值计算损失函数值；
S2013、采用梯度下降法更新所述代理模型的权重值；
S2014、重复步骤S2011-S2013，直到所述损失函数值小于目标阈值。
2.根据权利要求1所述的基于代理模型的海洋条件下自然循环蒸汽发生器给水控制方法，其特征在于，
所述代理模型采用反向传播神经网络建模。
3.根据权利要求1所述的基于代理模型的海洋条件下自然循环蒸汽发生器给水控制方法，其特征在于，S301具体包括以下步骤：
S3011、采集当前时刻所述自然循环蒸汽发生器的水位测量值和加速度计测量值；
S3012、将步骤S3011中的所述测量值输入到步骤S201中所述训练好的代理模型中，通过所述训练好的代理模型计算得到修正后的水位测量值。
4.根据权利要求3所述的基于代理模型的海洋条件下自然循环蒸汽发生器给水控制方法，其特征在于，S401具体包括以下步骤：
S4011、将步骤S3012得到的所述修正后的水位测量值代替步骤S3011中的所述自然循环蒸汽发生器的水位测量值；
S4012、根据所述自然循环蒸汽发生器水位设定值和所述修正后的水位测量计算水位偏差，并输入到所述PID控制算法中，得到给水调节阀阀位变化量，实现对所述自然循环蒸汽发生器水位的控制。
5.一种基于代理模型的海洋条件下自然循环蒸汽发生器给水控制系统，其特征在于，应用权利要求1-4任一项所述的基于代理模型的海洋条件下自然循环蒸汽发生器给水控制方法，包括依次连接的数据获取模块、模型训练模块、修正模块和水位控制模块；
所述数据获取模块，用于获取代理模型的训练数据；
所述模型训练模块，用于利用所述训练数据进行所述代理模型的训练，得到训练好的代理模型；
所述修正模块，用于利用所述训练好的代理模型对自然循环蒸汽发生器水位测量值进行修正，得到修正后的水位测量值；
所述水位修正模块，用于将所述修正后的测量值作为给水控制的输入量，通过PID控制算法控制所述自然循环蒸汽发生器给水流量。
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