前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的電氣自動化設備中電力控制系統設計，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
摘要：在現代社會整體科學技術水平不斷發展的形勢下，自動化控制技術也得以較快發展，在此基礎上電氣自動化設備得以越來越廣泛的應用，因而對其進行合理設計也就十分必要。在電氣自動化設備設計中，電力控制系統設計屬于關鍵內容，因而需要結合科學合理理論電力控制系統進行合理設計，而混沌算法就是比較重要的一種理論。本文就基于混沌算法的電氣自動化設備中電力控制系統設計進行分析。
關鍵詞：電氣自動化設備；電力控制系統；混沌算法；設計
電氣自動化設備屬于當前十分重要的一種自動化控制設備，在實際生產中具有十分廣泛的應用。就電氣自動化設備應用使情況而言，為使整體設備在應用中保證較好效果，應當保證各個系統均得以正常使用而電力控制系統就是十分中重要的一項內容，因而需要合理進行設計。在實際設計過程中，相關設計人員應當與混沌算法相結合，在此基礎上對系統進行合理設計，從而使系統可行性及有效性能夠得以進一步提升，使其作用及功能得以更好發揮。
1.混沌理論概述
混沌所指的就是比較普遍的一種非線性現象，且其行為較繁復，比較類似于隨機性，然而并非完全表現出隨機性，其往往具備內在一定規律性。所以，對于混沌現象而言，其主要具備以下幾個方面性質：其一，具備隨機性特點，這一性質所指的就是混沌類似于隨機，因而具有隨機性；其二，混沌具有遍歷性，這一點所指的就是在一定范圍之內，混沌能夠不重復精力任何一種狀態；其三，混沌具有規律性，具體而言就是在一定程度上而言混沌理論雖然類似于隨機性，但是混沌理論自身也存在一定規律。然而，在上述完全混沌搜索算法中，對于整個變量搜索過程而言，均需要以混沌變量遍歷性為基礎，在此基礎上才能夠實現變量搜索，在混沌優化問題規模較小情況下，可發揮出比較明顯的效果，在混沌優化問題規模比較大的情況下，則完全混沌算法也就不適用，在實踐過程中其算法主要包括局部大規模遍歷搜索及在大范圍內進行遍歷搜索，通常而言，往往在規定時間內將最優化問題解決比較困難，然而，對于混沌搜索算法而言，其能夠將單純混沌算法存在的弊端得以較好解決。所以，對于以兩種分類方法而言，其主要依據就是范圍大小及規模大小程度[1-2]。
2.混沌優化算法基本流程概述
第一，迭代性映射這一現象之所以會出現，其原因主要就是混沌變量自身具備一定遍歷性，這種情況下也就導致混沌變量具有遍歷性軌道，在此基礎上可使相關問題得以較好解決，在此基礎上可實現混沌變量搜索，通常而言該階段被稱為粗搜索階段，也被稱為初步搜索階段。在保證能夠滿足一定終止條件基礎上，通常情況下會認為對于搜索過程中所發現當前最佳狀態已經屬于最優化解答方式，或者與最優化解答方式相接近，并且能夠將其作為下一階段搜索起點。第二，對于這一階段而言，其起點為第一階段，在第一階段的基礎上聯合一定擾動，從而在實行下一環節局部細節搜索，對于這一步驟搜索而言，在算法終止及相關準則得以滿足的情況下，才能夠確定其完成及結束。在這一過程中，應當注意的一點就是，附加擾動的內容具有多樣性特點，就實際實踐情況來看，可選擇混沌變量自身，但該隨機變量應當保證符合柯西分布以及高斯分布，或者與均勻分布符合，同時也可以以梯度下降機制為基礎，對偏置量實行相關變量算法，從而保證其能夠得以較好實現[2]。
3.基于混沌算法的電力控制系統設計
在本文研究中，選擇水輪機調節系統作為研究對象，對其基于混沌算法的電力控制系統設計進行分析。
3.1水輪機調節系統構成
在水輪機整個調節系統匯總，其相關組成元件主要包括四個方面，分別為水輪機、壓力引水道及發電機，還包括調速器，屬于一種反饋控制系統。若選擇模擬式調速器，則水輪機調節系統可作為聯系系統進行應用，其系統示意圖如圖1所示。在圖1中xc為轉速給定信號，mg0為負載擾動信號，在電網容量較大的情況下，對于1臺并列運行機組而言，其輸出功率變化情況對于電力系統頻率不可能產生影響，在這種情況下水輪機調節反饋系統基本起不到任何作用，也就是說其處于開環狀態，在這種情況下調速器能夠將隨動系統功能得以完成。
3.2基于單神經元網絡的PID智能控制器設計
對于智能PID控制器而言，其構成主要就是單神經元，其能夠實現自我學習，且具備自適應能力，同時其結構相對較簡單，還能夠較好適應周圍環境，其所具備主要特點就是現場調整參數比較少，比較容易進行現場調試，并且其魯棒性比較強，可較好改善典型非線性時變的動態品質，能夠保證控制系統在實際運行過程中處于最佳狀態，其控制品質與常規PID控制器相比明顯比較優秀。在對單神經元進行利用的基礎上，可使自適應PID控制器得以較好實現，其結構框架圖如圖2所示。其中，對于轉換器輸入而言，其能夠使被控制過程及控制設定狀態得以較好反映，比如可設定r(k)，在輸出時便能夠轉換成為在神經元學習控制中所需要相關狀態量，即x1，x2，x3，其中x1(k)為e(k)，x2(k)計算方法為e(k)-e(k-1),x3(k)計算方法為e(k)-2e(k-1)+e(k-2)，z(k)計算方法為yr(k)-y(k)，其屬于性能指標，或者可作為遞進信號wi(k)為與xi(k)相對應有關加權系數，K屬于神經元比例系數，神經元利用關聯搜索能夠使控制信號產生，從而可使調節控制得以較好實現。
3.3基于二次載波混沌優化相關控制策略
水輪機調節系統的被動對象系統具備多個方面特點，系統所具備特點就是高度非線性及高度復雜性，并且具備高度不確定性，同時包含非最小相位環節。在當前水輪機調節實際應用過程中，實際應用較廣泛的為典型PID控制，這主要是因為這種控制方式不但結構相對簡單，同時具有一定魯棒性。就一定程度上而言，要使這種控制方式得以徹底改變，構建應運用全新通知策略相對而言困難度比較高。所以，在實際應用過程中，對現有控制方式改善進行研究具有十分重要的作用積極意義，并且具備較高實用價值。而在選擇智能控制的基礎上，能夠使水輪機調速器較好實現知識化及智能化，這一點在水輪機調節系統實現良好控制功能方面屬于十分有效的一種方法。在專家控制應用方面，有關研究中提出能夠實現在線學習的一種智能控制系統，其將模糊神經網絡作為學習器，將模糊推理以及智能處理機構作為控制器，使兩者之間實現有效結合，從而將發電機組調節任務共同完成。在神經網絡方面，相關文獻研究中設計三層BP神經網絡，利用BP神經網絡所具備函數逼近功能，使PID控制器能夠實現在線調整，從而使優化控制目的能夠得以較好實現。同時，還有相關研究中提出以神經網絡為基礎實現智能PID控制的一種策略，對于該控制策略而言，其對于被控對象精確模型并無明確需求，可在給出評價函數基礎上實現自我學習。就水電機組特點而言，很多方面研究均認為選擇模糊控制方法屬于比較有效的一種解決方法，相關研究針對常規PID控制器無法實現在線參數自調整情況，提出PID參數模糊自整定，另外有關文獻研究中使模糊控制及神經網絡之間實現有效結合，針對水輪機調節系統所具備非線性及結構參數變化范圍比較大等相關特點，提出新型水輪機調節控制策略，即將模糊神經網絡系統與變參數控制實行效結合，屬于一種現代化智能控制系統。然而，在實際應用中應當注意的一點就是，在水輪機調速系統中雖然智能控制應用取得一定成功，然而仍舊有自身缺陷存在。對于人工神經網絡控制而言，其對于學習樣本就有需求，并且其收斂速度通常均比較慢，很容易出現局部極值點情況，且其網絡結構也較難實行確定。對于專家控制而言，由于其具有控制實時性及機器學習等兩個方面主要問題存在，故而當前專家控制仍無法愛水輪發電機組實時控制中進行應用；對于模糊控制而言，其計算量比較小，可在實時控制中進行較好應用，然而其缺點就是模糊規則以及隸屬函數類型及參數無法較好確定，并且相比于常規控制理論而言，模糊控制技術仍舊缺乏完善，無法使控制品質得以較好提升[2-3]。
4.結語
在當前電力控制系統實際應用過程中，為能夠使其作用及功能得以更好發揮，十分重要的一點就是應當對電力控制系統進行較好設計。在當前電力控制系統設計過程中，可與混沌算法實現有效結合，從而使系統設計科學性及合理性能夠得以增強，使系統能夠得以更好應用，促進其更好發展。
參考文獻
[1]曲鳴飛,趙丹.基于混沌算法的電氣自動化設備電力控制系統設計[J].電力與能源,2017,38(04):428-430�
[2]劉振軍,楊迪雄.面向工程全局優化的混沌優化算法研究進展[J].計算力學學報,2016,33(03):269-286�
[3]丁漸俊.基于混沌優化理論的電力控制系統設計及其優化研究[J].中國電力教育,2011,(33):125-127.
作者:吳金華 單位:江西應用技術職業學院
