[发明专利]不确定性下多层次密度融合的余热发电锅炉温度控制方法

说明书

本发明公开了一种不确定性下多层次密度融合的余热发电锅炉温度控制方法，包括下述步骤：S1.定义余热发电锅炉温度控制特征参数体系，并对数据预处理；S2.获取锅炉状态调查表，构造锅炉调整权重矩阵；S3.用基于密度的平衡迭代规约聚类算法对初始抗体进行优化；S4.求出每个抗原与抗体之间的亲和力，更新记忆细胞；S5.依次判断记忆细胞和最优解集中是否有满意解。本发明针对余热发电锅炉发电过程中存在的温度难以精确控制，以及阀门调整过于依靠操作员经验等问题，改进了传统的免疫算法中的初始抗体产生、亲和力计算、以及最优解选取这三个过程，有效提高了算法的收敛速度，并且对锅炉的温度实现了准确快速的控制。

技术领域

本发明涉及余热发电领域，具体涉及一种不确定性下多层次密度融合的余热 发电锅炉温度控制方法。

背景技术

智能制造的核心就是通过构建智能生产系统实现生产过程智能化，虽然水泥 工业与余热发电系统已经在计算机技术、控制技术等的推动作用下实现了快速发 展，但是在中央控制室大多仍依靠操作员的技术和经验，因此，摆脱对人工操作 的依赖，实现智能化控制成为亟待解决的问题。

余热发电系统中最重要的就是把控好温度的变化趋势，温度过高时不利于锅 炉的长久运行，温度过低时会影响发电量，锅炉温度的变化会受到众多因素的影 响，因此很难实现对温度的精准控制，过于依赖与操作员的技术。交互式进化计 算由人来评价解的优劣性，每次迭代完成都为操作员提供可靠的调节方法，一定 程度上降低了对操作员的依赖性。常见的交互式进化算法算法有交互式遗传算法、交互式蚁群算法和交互式免疫算法。文章[张静卓.交互式进化设计方法及其 在手表造型设计中的应用研究[D].2017.]基于感性化设计思想，将交互式遗传算 法和神经网络进行结合应用在手表造型设计中；[窦润亮等.面向客户个性化需求 的交互式遗传算法[J].管理科学学报，2016，19(1)：24-34.]针对交互式遗传算 法(IGA)中的评价噪声问题，提出犹豫度的概念，建立犹豫度调整机制，并使用删除策略和修改策略来处理形成初始种群以及交叉、变异过程中产生的约束不满 足个体；[朱佳栋等.面向产品配置设计的改进交互式遗传算法[J].中国机械工 程，2018，29(20)：2474-2478.]通过对变异个体和遗传操作的改进设计，对其 进行了优化，并应用到多功能液压千斤顶的配置设计中；文章[黄永青等.交互式蚂蚁算法[J].控制与决策，2012(04)：131-134+139.]提出一种将人对问题解的数 量评价值作为目标函数值的交互式蚂蚁算法。由于人工免疫算法通常都是随机产 生初始抗体，使得算法以低质量的解决方案作为开端，而且在进行亲和力的计算 时，往往直接将待求函数作为亲和度函数，此方案不适用于余热发电系统温度控 制中。以上这些因素阻碍了人工免疫算法在余热发电领域中的进一步应用。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明提供一种不确定性下多层次密度融合的余热 发电锅炉温度控制方法。本发明对免疫算法的初始抗体产生、亲和力计算以及最 优解判定这三个过程进行改进，该算法能有效减少迭代次数，节约时间成本，有 效解决了锅炉温度难以准备控制等问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种不确定性下多层次密度融合的余热发电锅炉温度控制方法，包括下述步 骤：

S1.对影响锅炉温度的因素进行收集并分析，筛选出具有代表性的特征参数， 根据所选特征参数定义温度控制特征参数体系，并将所得数据进行预处理；

S2.由操作员在交互界面填写锅炉温度状态调查表，将获取的温度信息进行 二进制编码作为抗原，并根据所选的温度调整优先级构造锅炉调整权重矩阵；

S3.用基于密度的平衡迭代规约聚类算法对初始抗体进行优化，选出聚类后 与抗原的平均距离最近的一个类，从该类中产生初始抗体；

S4.根据基于汉明距离得到的匹配矩阵和锅炉调整权重矩阵，利用基于温度 调整优先级的亲和力计算方法求出抗原与抗体之间的亲和力，并将亲和力排序； 并按排序结果更新记忆细胞集；