基于模糊控制的电设备智能调控方法

申请号 CN202410258512.1 申请日 2024-03-07 公开(公告)号 CN117856455B 公开(公告)日 2024-05-10
申请人 太原理工大学; 发明人 王磊; 张嘉杰; 张佰富; 李荣;
摘要 本 发明 涉及控制系统技术领域,具体涉及基于模糊控制的电 力 设备智能调控方法,包括:采集历史上每天的 电压 数据、速度数据以及振动数据,构建历史上每天的电压曲线、 速度曲线 以及振动曲线;根据历史上每天的电压曲线以及速度曲线,获取电压数据与速度数据之间的响应程度;根据电压数据与速度数据之间的响应程度,获取当日比例增益系数的补偿值;根据历史上每天的振动曲线,获取历史上每天传送带系统的稳定程度参数;并结合当日比例增益系数的补偿值,获取新的比例增益系数;根据新的比例增益系数对新的传送带系统进行调整。本发明对比例增益系数进行调整,最终达到使系统的输出更加稳定的目的。
权利要求

1.基于模糊控制的电设备智能调控方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
采集历史上每天的电压数据、历史上每天的速度数据以及历史上每天的振动数据,构建历史上每天的电压曲线、历史上每天的速度曲线以及历史上每天的振动曲线;
根据历史上每天的电压曲线中电压幅值以及历史上每天的速度曲线中速度幅值,获取历史上每天的电压数据波动特征以及历史上每天的速度数据波动特征;根据历史上每天的电压数据波动特征以及历史上每天的速度数据波动特征,获取速度特征差值集合以及电压特征差值集合;根据速度特征差值集合以及电压特征差值集合,获取电压数据与速度数据之间的响应程度;
根据电压数据与速度数据之间的响应程度,获取当日比例增益系数的补偿值;
根据历史上每天的振动曲线,获取历史上每天传送带系统的稳定程度参数;根据历史上每天传送带系统的稳定程度参数的离散程度,结合当日比例增益系数的补偿值,获取新的比例增益系数;根据新的比例增益系数对传送带系统进行调整;
所述根据电压数据与速度数据之间的响应程度,获取当日比例增益系数的补偿值,包括的具体方法为:
首先获取传送带的额定温度与额定速度,分别记为 与 ,接着获取模糊PID控制中的初始比例增益系数记为 ,然后通过温度传感器与速度传感器,采集当日的温度数据与速度数据,获取当日温度数据中的温度最大值与当日速度数据中的速度最大值分别记为 与 ,最后根据 、、 、、以及电压数据与速度数据之间的响应程度,获取当日比例增益系数的补偿值;
所述获取当日比例增益系数的补偿值,包括的具体计算公式为:
式中, 表示当日比例增益系数的补偿值;表示电压数据与速度数据之间的响应程度;表示当日温度数据中的温度最大值;表示当日速度数据中的速度最大值;表示传送带的额定速度;表示传送带的额定温度; 表示模糊PID控制中的初始比例增益系数;
表示绝对值运算;
所述根据历史上每天传送带系统的稳定程度参数的离散程度,结合当日比例增益系数的补偿值,获取新的比例增益系数,包括的具体计算公式为:
式中, 表示新的比例增益系数; 表示历史上所有天传送带系统的稳定程度参数的标准差; 表示模糊PID控制中的初始比例增益系数; 表示当日比例增益系数的补偿值; 表示线性归一化函数。
2.根据权利要求1所述基于模糊控制的电力设备智能调控方法,其特征在于,所述采集历史上每天的电压数据、历史上每天的速度数据以及历史上每天的振动数据,构建历史上每天的电压曲线、历史上每天的速度曲线以及历史上每天的振动曲线,包括的具体方法为:
调取历史数据库中电压传感器、速度传感器以及振动传感器所采集的历史上每天的电压数据、历史上每天的速度数据以及历史上每天的振动数据;
对于历史上第 天的电压数据,以时间为横坐标以电压数据为纵坐标,构建历史上第 天的电压数据坐标系,将历史上第 天的电压数据填入历史上第 天的电压数据坐标系中,然后利用最小二乘法对历史上第 天的电压数据坐标系中的数据点进行曲线拟合,得到历史上第天的电压曲线;
对于历史上第 天的速度数据,以时间为横坐标以速度数据为纵坐标,构建历史上第 天的速度数据坐标系,将历史上第 天的速度数据填入历史上第 天的速度数据坐标系中,然后利用最小二乘法对历史上第 天的速度数据坐标系中的数据点进行曲线拟合,得到历史上第天的速度曲线;
对于历史上第 天的振动数据,以时间为横坐标以振动数据为纵坐标,构建历史上第 天的振动数据坐标系,将历史上第 天的振动数据填入历史上第 天的振动数据坐标系中,然后利用最小二乘法对历史上第 天的振动数据坐标系中的数据点进行曲线拟合,得到历史上第天的振动曲线。
3.根据权利要求1所述基于模糊控制的电力设备智能调控方法,其特征在于,所述根据历史上每天的电压曲线中电压幅值以及历史上每天的速度曲线中速度幅值,获取历史上每天的电压数据波动特征以及历史上每天的速度数据波动特征,包括的具体方法为:
对于获取历史上第 天的电压数据波动特征;根据历史上第 天的电压曲线,获取历史上第 天的电压曲线中所有电压幅值,根据历史上第 天的电压曲线中所有电压幅值,获取历史上第天的电压数据波动特征,其具体的计算公式为:
式中, 表示历史上第 天的电压数据波动特征; 表示历史上第 天的电压曲线中所有电压幅值的方差; 表示历史上第天的电压曲线中电压幅值的数量; 表示历史上第天的电压曲线中的第 个电压幅值; 表示历史上第 天的电压曲线中最大的电压幅值; 表示历史上第天的电压曲线中最小的电压幅值;
对于获取历史上第 天的速度数据波动特征;根据历史上第 天的速度曲线,获取历史上第 天的速度曲线中所有速度幅值,根据历史上第 天的速度曲线中所有速度幅值,获取历史上第天的速度数据波动特征,其具体的计算公式为:
式中, 表示历史上第 天的速度数据波动特征; 表示历史上第 天的速度曲线中所有速度幅值的方差; 表示历史上第 天的速度曲线中速度幅值的数量; 表示历史上第天的速度曲线中的第 个速度幅值; 表示历史上第 天的速度曲线中最大的速度幅值; 表示历史上第天的速度曲线中最小的速度幅值。
4.根据权利要求1所述基于模糊控制的电力设备智能调控方法,其特征在于,所述根据历史上每天的电压数据波动特征以及历史上每天的速度数据波动特征,获取速度特征差值集合以及电压特征差值集合,包括的具体方法为:
根据历史上每天的电压数据的波动特征以及历史上每天的速度数据的波动特征,获取历史上每天与前一天的电压特征差值和历史上每天与前一天的速度特征差值,其具体计算公式如下:
式中, 表示历史上第 天与历史上第 天的速度特征差值, 表示历史上第 天的速度曲线中数据的数量; 表示历史上第 天的速度曲线中的第 个速度幅值; 表示历史上第 天的速度曲线中的第 个速度幅值;表示历史上第 天的速度数据波动特征; 表示历史上第 天的速度数据波动特征; 表示历史上第 天与历史上第天的电压特征差值; 表示历史上第 天的电压曲线中数据的数量; 表示历史上第 天的电压曲线中的第 个电压幅值; 表示历史上第 天的电压曲线中的第 个电压幅值; 表示历史上第 天的电压数据波动特征; 表示历史上第 天的电压数据波动特征;表示绝对值运算;
将历史上所有天与前一天的电压特征差值构成的集合记为电压特征差值集合,将历史上所有天与前一天的速度特征差值构成的集合记为速度特征差值集合。
5.根据权利要求1所述基于模糊控制的电力设备智能调控方法,其特征在于,所述根据速度特征差值集合以及电压特征差值集合,获取电压数据与速度数据之间的响应程度,包括的具体方法为:
计算速度特征差值集合与电压特征差值集合之间的皮尔逊相关系数,将速度特征差值集合与电压特征差值集合之间的皮尔逊相关系数,作为电压数据与速度数据之间的响应程度。
6.根据权利要求1所述基于模糊控制的电力设备智能调控方法,其特征在于,所述根据历史上每天的振动曲线,获取历史上每天传送带系统的稳定程度参数,包括的具体方法为:
对于获取历史上第 天传送带系统的稳定程度参数,根据历史上第 天的振动曲线,获取历史上第 天的振动曲线中所有振动幅值均值、所有振动幅值的方差以及所有振动幅值中的最大值,根据历史上第天的振动曲线中所有振动幅值均值、所有振动幅值的方差以及所有振动幅值中的最大值,获取历史上第天的振动数据波动特征。
7.根据权利要求6所述基于模糊控制的电力设备智能调控方法,其特征在于,所述获取历史上第天的振动数据波动特征,包括的具体计算公式为:
式中, 表示历史上第 天传送带系统的稳定程度参数; 表示历史上第 天的振动曲线中最大的振动幅值; 表示历史上第 天的振动曲线中所有振动幅值的均值; 表示历史上第天的振动曲线中所有振动幅值的方差; 表示绝对值运算。

说明书全文

基于模糊控制的电设备智能调控方法

技术领域

[0001] 本发明涉及控制系统技术领域,具体涉及基于模糊控制的电力设备智能调控方法。

背景技术

[0002] 在电力系统中,基于模糊控制的智能调控方法可以用于电力设备中的变压器控制,以实现对电能的有效管理和调节;通过模糊控制方法帮助变压器在不同负载、电网条件或运行状态下实现更灵活的调控。但由于传统的模糊控制中的比例增益系数是固定的,而电力设备的电力系统是动态变化,因此固定的比例增益系数控制电力设备会使系统的稳定性下降。

发明内容

[0003] 本发明提供基于模糊控制的电力设备智能调控方法,以解决现有的问题:传统的模糊控制中的比例增益系数是固定的,若以固定的比例增益系数控制电力设备会使系统的稳定性下降。
[0004] 本发明的基于模糊控制的电力设备智能调控方法采用如下技术方案:
[0005] 包括以下步骤:
[0006] 采集历史上每天的电压数据、历史上每天的速度数据以及历史上每天的振动数据,构建历史上每天的电压曲线、历史上每天的速度曲线以及历史上每天的振动曲线;
[0007] 根据历史上每天的电压曲线中电压幅值以及历史上每天的速度曲线中速度幅值,获取历史上每天的电压数据波动特征以及历史上每天的速度数据波动特征;根据历史上每天的电压数据波动特征以及历史上每天的速度数据波动特征,获取速度特征差值集合以及电压特征差值集合;根据速度特征差值集合以及电压特征差值集合,获取电压数据与速度数据之间的响应程度;
[0008] 根据电压数据与速度数据之间的响应程度,获取当日比例增益系数的补偿值;
[0009] 根据历史上每天的振动曲线,获取历史上每天传送带系统的稳定程度参数;根据历史上每天传送带系统的稳定程度参数的离散程度,结合当日比例增益系数的补偿值,获取新的比例增益系数;根据新的比例增益系数对传送带系统进行调整。
[0010] 优选的,所述采集历史上每天的电压数据、历史上每天的速度数据以及历史上每天的振动数据,构建历史上每天的电压曲线、历史上每天的速度曲线以及历史上每天的振动曲线,包括的具体方法为:
[0011] 调取历史数据库中电压传感器、速度传感器以及振动传感器所采集的历史上每天的电压数据、历史上每天的速度数据以及历史上每天的振动数据;
[0012] 对于历史上第 天的电压数据,以时间为横坐标以电压数据为纵坐标,构建历史上第 天的电压数据坐标系,将历史上第 天的电压数据填入历史上第 天的电压数据坐标系中,然后利用最小二乘法对历史上第 天的电压数据坐标系中的数据点进行曲线拟合,得到历史上第 天的电压曲线;
[0013] 对于历史上第 天的速度数据,以时间为横坐标以速度数据为纵坐标,构建历史上第 天的速度数据坐标系,将历史上第 天的速度数据填入历史上第 天的速度数据坐标系中,然后利用最小二乘法对历史上第 天的速度数据坐标系中的数据点进行曲线拟合,得到历史上第 天的速度曲线;
[0014] 对于历史上第 天的振动数据,以时间为横坐标以振动数据为纵坐标,构建历史上第 天的振动数据坐标系,将历史上第 天的振动数据填入历史上第 天的振动数据坐标系中,然后利用最小二乘法对历史上第 天的振动数据坐标系中的数据点进行曲线拟合,得到历史上第 天的振动曲线。
[0015] 优选的,所述根据历史上每天的电压曲线中电压幅值以及历史上每天的速度曲线中速度幅值,获取历史上每天的电压数据波动特征以及历史上每天的速度数据波动特征,包括的具体方法为:
[0016] 对于获取历史上第 天的电压数据波动特征;根据历史上第 天的电压曲线,获取历史上第 天的电压曲线中所有电压幅值,根据历史上第 天的电压曲线中所有电压幅值,获取历史上第 天的电压数据波动特征,其具体的计算公式为:
[0017]
[0018] 式中, 表示历史上第 天的电压数据波动特征; 表示历史上第 天的电压曲线中所有电压幅值的方差; 表示历史上第 天的电压曲线中电压幅值的数量; 表示历史上第 天的电压曲线中的第 个电压幅值; 表示历史上第 天的电压曲线中最大的电压幅值; 表示历史上第 天的电压曲线中最小的电压幅值;
[0019] 对于获取历史上第 天的速度数据波动特征;根据历史上第 天的速度曲线,获取历史上第 天的速度曲线中所有速度幅值,根据历史上第 天的速度曲线中所有速度幅值,获取历史上第 天的速度数据波动特征,其具体的计算公式为:
[0020]
[0021] 式中, 表示历史上第 天的速度数据波动特征; 表示历史上第 天的速度曲线中所有速度幅值的方差; 表示历史上第 天的速度曲线中速度幅值的数量; 表示历史上第 天的速度曲线中的第 个速度幅值; 表示历史上第 天的速度曲线中最大的速度幅值; 表示历史上第 天的速度曲线中最小的速度幅值。
[0022] 优选的,所述根据历史上每天的电压数据波动特征以及历史上每天的速度数据波动特征,获取速度特征差值集合以及电压特征差值集合,包括的具体方法为:
[0023] 根据历史上每天的电压数据的波动特征以及历史上每天的速度数据的波动特征,获取历史上每天与前一天的电压特征差值和历史上每天与前一天的速度特征差值,其具体计算公式如下:
[0024]
[0025] 式中, 表示历史上第 天与历史上第 天的速度特征差值, 表示历史上第 天的速度曲线中数据的数量; 表示历史上第 天的速度曲线中的第 个速度幅值;表示历史上第 天的速度曲线中的第 个速度幅值; 表示历史上第 天的速度数据波动特征; 表示历史上第 天的速度数据波动特征; 表示历史上第 天与历史上第 天的电压特征差值; 表示历史上第 天的电压曲线中数据的数量;
表示历史上第 天的电压曲线中的第 个电压幅值; 表示历史上第 天的电压曲线中的第 个电压幅值; 表示历史上第 天的电压数据波动特征; 表示历史上第天的电压数据波动特征; 表示绝对值运算;
[0026] 将历史上所有天与前一天的电压特征差值构成的集合记为电压特征差值集合,将历史上所有天与前一天的速度特征差值构成的集合记为速度特征差值集合。
[0027] 优选的,所述根据速度特征差值集合以及电压特征差值集合,获取电压数据与速度数据之间的响应程度,包括的具体方法为:
[0028] 计算速度特征差值集合与电压特征差值集合之间的皮尔逊相关系数,将速度特征差值集合与电压特征差值集合之间的皮尔逊相关系数,作为电压数据与速度数据之间的响应程度。
[0029] 优选的,所述根据电压数据与速度数据之间的响应程度,获取当日比例增益系数的补偿值,包括的具体方法为:
[0030] 首先获取传送带的额定温度与额定速度,分别记为 与 ,接着获取模糊PID控制中的初始比例增益系数记为 ,然后通过温度传感器与速度传感器,采集当日的温度数据与速度数据,获取当日温度数据中的温度最大值与当日速度数据中的速度最大值分别记为与 ,最后根据 、 、 、、以及电压数据与速度数据之间的响应程度,获取当日比例增益系数的补偿值。
[0031] 优选的,所述获取当日比例增益系数的补偿值,包括的具体计算公式为:
[0032]
[0033] 式中, 表示当日比例增益系数的补偿值;表示电压数据与速度数据之间的响应程度;表示当日温度数据中的温度最大值;表示当日速度数据中的速度最大值;表示传送带的额定速度; 表示传送带的额定温度; 表示模糊PID控制中的初始比例增益系数; 表示绝对值运算。
[0034] 优选的,所述根据历史上每天的振动曲线,获取历史上每天传送带系统的稳定程度参数,包括的具体方法为:
[0035] 对于获取历史上第 天传送带系统的稳定程度参数,根据历史上第 天的振动曲线,获取历史上第 天的振动曲线中所有振动幅值均值、所有振动幅值的方差以及所有振动幅值中的最大值,根据历史上第 天的振动曲线中所有振动幅值均值、所有振动幅值的方差以及所有振动幅值中的最大值,获取历史上第 天的振动数据波动特征。
[0036] 优选的,所述获取历史上第 天的振动数据波动特征,包括的具体计算公式为:
[0037]
[0038] 式中, 表示历史上第 天传送带系统的稳定程度参数; 表示历史上第 天的振动曲线中最大的振动幅值; 表示历史上第 天的振动曲线中所有振动幅值的均值;表示历史上第 天的振动曲线中所有振动幅值的方差; 表示绝对值运算。
[0039] 优选的,所述根据历史上每天传送带系统的稳定程度参数的离散程度,结合当日比例增益系数的补偿值,获取新的比例增益系数,包括的具体计算公式为:
[0040]
[0041] 式中, 表示新的比例增益系数; 表示历史上所有天传送带系统的稳定程度参数的标准差; 表示模糊PID控制中的初始比例增益系数; 表示当日比例增益系数的补偿值; 表示线性归一化函数。
[0042] 本发明的技术方案的有益效果是:本发明通过获取电力设备的相关历史数据,根据历史数计算数据之间的响应程度;再通过数据之间的响应程度,获取比例增益值的补偿值;接着根据相关历史数据对系统的稳定程度进行评估,再结合比例增益值的补偿值,生成新的比例增益系数,使系统的稳定性得到提高。附图说明
[0043] 为了更清楚地说明本发明实施例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一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0044] 图1为本发明基于模糊控制的电力设备智能调控方法的步骤流程图

具体实施方式

[0045] 为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的基于模糊控制的电力设备智能调控方法,其具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如下。在下述说明中,不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外,一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
[0046] 除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。
[0047] 下面结合附图具体的说明本发明所提供的基于模糊控制的电力设备智能调控方法的具体方案。
[0048] 请参阅图1,其示出了本发明一个实施例提供的基于模糊控制的电力设备智能调控方法的步骤流程图,该方法包括以下步骤:
[0049] 步骤S001:采集历史上每天的电压数据、历史上每天的速度数据以及历史上每天的振动数据,构建历史上每天的电压曲线、历史上每天的速度曲线以及历史上每天的振动曲线。
[0050] 需要说明的是,在电力系统中,基于模糊控制的智能调控方法可以用于电力设备中的变压器控制,以实现对电能的有效管理和调节,模糊控制方法帮助变压器在不同负载、电网条件或运行状态下实现更灵活的调控。但传统的模糊调控方法通常受限于精确数学模型和复杂的计算,电力系统动态变化的不确定性以及复杂性,会导致模糊控制器的性能波动或不稳定,使得模糊控制方法难以应对电力系统中的动态变化和不确定性。因此本实施例提出了一种基于模糊控制的电力设备智能调控方法。
[0051] 需要进一步说明的是,在工业生产系统中,传送带是常见的用于输送物料的电力设备,因此本实施例以对传送带进行智能调控为例进行叙述;为了实现对传送带进行智能调控;因此首先需要采集传送带的历史数据。
[0052] 具体的,调取历史数据库中电压传感器、速度传感器以及振动传感器所采集的历史上每天的电压数据、历史上每天的速度数据以及历史上每天的振动数据。
[0053] 需要说明的是,由于本实施例是通过对传送带的历史数据进行分析,实现对传送带进行智能调控的,而为了能够更好地对历史数据进行分析,还需要对历史数据进行预处理。
[0054] 具体的,对于历史上第 天的电压数据,以时间为横坐标以电压数据为纵坐标,构建历史上第 天的电压数据坐标系,将历史上第 天的电压数据填入历史上第 天的电压数据坐标系中,然后利用最小二乘法对历史上第 天的电压数据坐标系中的数据点进行曲线拟合,得到历史上第 天的电压曲线,同理得到每天的电压曲线;
[0055] 对于历史上第 天的速度数据,以时间为横坐标以速度数据为纵坐标,构建历史上第 天的速度数据坐标系,将历史上第 天的速度数据填入历史上第 天的速度数据坐标系中,然后利用最小二乘法对历史上第 天的速度数据坐标系中的数据点进行曲线拟合,得到历史上第 天的速度曲线,同理得到每天的速度曲线;
[0056] 对于历史上第 天的振动数据,以时间为横坐标以振动数据为纵坐标,构建历史上第 天的振动数据坐标系,将历史上第 天的振动数据填入历史上第 天的振动数据坐标系中,然后利用最小二乘法对历史上第 天的振动数据坐标系中的数据点进行曲线拟合,得到历史上第 天的振动曲线,同理得到每天的振动曲线;
[0057] 需要进一步说明的是,由于利用最小二乘法进行曲线拟合的具体过程作为一种公知的现有技术,故在本实施例中不再进行赘述,且每个电压曲线、速度曲线以及振动曲线中数据的数量是相等的。
[0058] 至此,得到每天的电压曲线、速度曲线以及振动曲线。
[0059] 步骤S002:根据历史上每天的电压曲线中电压幅值以及历史上每天的速度曲线中速度幅值,获取历史上每天的电压数据波动特征以及历史上每天的速度数据波动特征;根据历史上每天的电压数据波动特征以及历史上每天的速度数据波动特征,获取速度特征差值集合以及电压特征差值集合;根据速度特征差值集合以及电压特征差值集合,获取电压数据与速度数据之间的响应程度。
[0060] 需要说明的是,模糊控制方法中的PID控制器设计包含三个重要参数,比例增益系数、积分时间和微分时间。其中比例增益系数作为控制器中重要的参数,它可以控制系统的响应程度,以达到平衡系统的稳定性,较大的比例增益系数将对较大的误差施加更高程度的控制力度,以快速的减小误差。而本实施例就是通过分析传送带的历史数据,对比例增益系数进行调整,最终达到使传送带的输出更加稳定的目的。
[0061] 需要进一步说明的是,为了对比例增益系数进行调整,因此首先需要计算设备的电压数据与速度数据之间的响应程度,而为了计算控制系统的响应程度,则首先获取每天的电压数据的波动特征以及每天的速度数据的波动特征。
[0062] 具体的,对于获取历史上第 天的电压数据波动特征;根据历史上第 天的电压曲线,获取历史上第 天的电压曲线中所有电压幅值,根据历史上第 天的电压曲线中所有电压幅值,获取历史上第 天的电压数据波动特征,其具体的计算公式为:
[0063]
[0064] 式中, 表示历史上第 天的电压数据波动特征; 表示历史上第 天的电压曲线中所有电压幅值的方差; 表示历史上第 天的电压曲线中电压幅值的数量; 表示历史上第 天的电压曲线中的第 个电压幅值; 表示历史上第 天的电压曲线中最大的电压幅值; 表示历史上第 天的电压曲线中最小的电压幅值。
[0065] 需要说明的是, 表示的是历史上第 天的电压曲线的方差, 表示的是历史上第 天的电压曲线中所有电压幅值的均值,因此 即可
表示历史上第 天的电压曲线的变化情况; 表示的是历史上第 天的电压曲线的波动范围,因此 即可表示历史上第 天的电压数据波动特征;
即 的值越大,历史上第 天的电压数据波动程度越高。
[0066] 具体的,对于获取历史上第 天的速度数据波动特征;根据历史上第 天的速度曲线,获取历史上第 天的速度曲线中所有速度幅值,根据历史上第 天的速度曲线中所有速度幅值,获取历史上第 天的速度数据波动特征,其具体的计算公式为:
[0067]
[0068] 式中, 表示历史上第 天的速度数据波动特征; 表示历史上第 天的速度曲线中所有速度幅值的方差; 表示历史上第 天的速度曲线中速度幅值的数量; 表示历史上第 天的速度曲线中的第 个速度幅值; 表示历史上第 天的速度曲线中最大的速度幅值; 表示历史上第 天的速度曲线中最小的速度幅值。
[0069] 需要说明的是, 表示的是历史上第 天的速度曲线的方差, 表示的是历史上第 天的速度曲线中所有速度幅值的均值,因此 即可
表示历史上第 天的速度曲线的变化情况; 表示的是历史上第 天的速度曲线的波动范围,因此 即可表示历史上第 天的速度数据波动特征;即
的值越大,历史上第 天的速度数据波动程度越高。
[0070] 至此,得到每天的电压数据的波动特征以及每天的速度数据的波动特征。
[0071] 需要进一步说明的是,在得到每天的电压数据的波动特征以及每天的速度数据的波动特征后,即可根据每天的电压数据的波动特征以及每天的速度数据的波动特征,获取控制系统的响应程度。
[0072] 具体的,根据历史上每天的电压数据的波动特征以及历史上每天的速度数据的波动特征,获取历史上每天与前一天的电压特征差值和历史上每天与前一天的速度特征差值,其具体计算公式如下:
[0073]
[0074] 式中, 表示历史上第 天与历史上第 天的速度特征差值, 表示历史上第 天的速度曲线中数据的数量; 表示历史上第 天的速度曲线中的第 个速度幅值;表示历史上第 天的速度曲线中的第 个速度幅值; 表示历史上第 天的速度数据波动特征; 表示历史上第 天的速度数据波动特征; 表示历史上第 天与历史上第 天的电压特征差值; 表示历史上第 天的电压曲线中数据的数量;
表示历史上第 天的电压曲线中的第 个电压幅值; 表示历史上第 天的电压曲线中的第 个电压幅值; 表示历史上第 天的电压数据波动特征; 表示历史上第天的电压数据波动特征; 表示绝对值运算;
[0075] 将历史上所有天与前一天的电压特征差值构成的集合记为电压特征差值集合,将历史上所有天与前一天的速度特征差值构成的集合记为速度特征差值集合。
[0076] 需要说明的是, 表示的是历史上第 天的速度曲线与历史上第 天的速度曲线之间的均方误差,因此 的值越
大,则说明历史上第 天的速度曲线与历史上第 天的速度曲线之间的差异就越大;
表示的是历史上第 天的速度数据波动特征与历史上第 天的速度数据波
动特征之间的差异;因此 的值越大,则说明历史上第 天的速度曲线与历史上第 天的速度曲线之间的差异就越大,因此 的值越大,说明历史上第 天的速度曲线与历史上第 天的速度曲线之间的差异就越大;同理 的值越大,说明历史上第天的电压曲线与历史上第 天的电压曲线之间的差异就越大。
[0077] 需要进一步说明的是,若设备的电压数据与速度数据之间的响应程度越高,则速度特征差值集合与电压特征差值集合之间的皮尔逊相关系数就越大,故可以根据速度特征差值集合与电压特征差值集合之间的皮尔逊相关系数,获取设备的电压数据与速度数据之间的响应程度。
[0078] 具体的,计算速度特征差值集合与电压特征差值集合之间的皮尔逊相关系数,将速度特征差值集合与电压特征差值集合之间的皮尔逊相关系数,作为电压数据与速度数据之间的响应程度;由于皮尔逊相关系数的具体计算过程为一种公知的现有技术,故在本实施例中不再进行赘述
[0079] 至此,得到设备的电压数据与速度数据之间的响应程度。
[0080] 步骤S003:根据电压数据与速度数据之间的响应程度,获取当日比例增益系数的补偿值。
[0081] 需要说明的是,本实施例作为一种基于模糊控制的电力设备智能调控方法,其目的就是对比例增益系数进行调整,最终使电力设备的输出更加稳定。再通过步骤S002得到设备的电压数据与速度数据之间的响应程度,即可根据设备的电压数据与速度数据之间的响应程度,调整比例增益系数。
[0082] 需要进一步说明的是,在模糊PID控制中,当实际值和期望值之间的差异大的时候,为了使系统稳定性更好,达到有效的减小误差并提高控制效果的目的,需要对模糊控制方法中比例增益系数进行补偿。即实际值和期望值之间的差异越大,越需要增大比例增益系数;因此可以通过实际值和期望值之间的差异,获取比例增益系数的补偿值。
[0083] 具体的,首先获取传送带的额定温度与额定速度,分别记为 与 ,接着获取模糊PID控制中的初始比例增益系数记为 ,然后通过温度传感器与速度传感器,采集当日的温度数据与速度数据,获取当日温度数据中的温度最大值与当日速度数据中的速度最大值分别记为 与 ,最后根据 、 、 、、以及电压数据与速度数据之间的响应程度,获取当日比例增益系数的补偿值,其具体的计算公式为:
[0084]
[0085] 式中, 表示当日比例增益系数的补偿值;表示电压数据与速度数据之间的响应程度;表示当日温度数据中的温度最大值;表示当日速度数据中的速度最大值;表示传送带的额定速度; 表示传送带的额定温度; 表示模糊PID控制中的初始比例增益系数; 表示绝对值运算。
[0086] 需要说明的是, 表示的是设备的电压数据与速度数据之间的响应程度,表示的是传送带运行的动荡程度;通常情况下在控制系统中响应程度越高,且传送带运行的动荡程度越大则说明传送带运行越不稳定,则越需要对增大比例增益系数,即比例增益系数的补偿值就越大。
[0087] 至此,得到当日比例增益系数的补偿值。
[0088] 步骤S004:根据历史上每天的振动曲线,获取历史上每天传送带系统的稳定程度参数;根据历史上每天传送带系统的稳定程度参数的离散程度,结合当日比例增益系数的补偿值,获取新的比例增益系数;根据新的比例增益系数对传送带系统进行调整。
[0089] 需要说明的是,本实施例作为一种基于模糊控制的电力设备智能调控方法,其目的就是对比例增益系数进行调整,最终使电力设备的输出更加稳定。在通过步骤S003得到当日比例增益系数的补偿值后,即可根据当日比例增益系数的补偿值,获取新比例增益系数。
[0090] 需要进一步说明的是,在传送带系统中,振动数据会受到电压数据、速度数据以及温度数据的影响,因此可以通过振动数据,直接对传送带系统的稳定程度进行评估,即可通过振动数据,获取传送带系统的稳定程度参数,
[0091] 具体的,对于获取历史上第 天传送带系统的稳定程度参数,根据历史上第 天的振动曲线,获取历史上第 天的振动曲线中所有振动幅值均值、所有振动幅值的方差以及所有振动幅值中的最大值,根据历史上第 天的振动曲线中所有振动幅值均值、所有振动幅值的方差以及所有振动幅值中的最大值,获取历史上第 天的振动数据波动特征,其具体的计算公式为:
[0092]
[0093] 式中, 表示历史上第 天传送带系统的稳定程度参数; 表示历史上第 天的振动曲线中最大的振动幅值; 表示历史上第 天的振动曲线中所有振动幅值的均值;表示历史上第 天的振动曲线中所有振动幅值的方差; 表示绝对值运算。
[0094] 需要说明的是, 的值越大,则说明历史上第 天传送带系统的稳定程度越低;得到每天传送带系统的稳定程度参数后,即可根据每天传送带系统的稳定程度参数的离散程度,结合当日比例增益系数的补偿值,获取比例增益系数,其具体的计算公式为:
[0095]
[0096] 式中, 表示新的比例增益系数; 表示历史上所有天传送带系统的稳定程度参数的标准差; 表示模糊PID控制中的初始比例增益系数; 表示当日比例增益系数的补偿值; 表示线性归一化函数。
[0097] 需要进一步说明的是, 表示的是每天传送带系统的稳定程度参数的离散程度,离散程度越大,则说明系统越不稳定,即越需要是比例增益系数增大,使得模糊控制方法中需要更大的控制力度来控制设备的参数,使得设备能更快,更及时的响应系统中的异常情况,从而使得设备能够保持较好的稳定性。
[0098] 至此,得到新的比例增益系数的调整,将新的比例增益系数作为PID控制系统中的比例增益系数,达到使电力设备的输出更加稳定的目的。
[0099] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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