北京朱信雀成科技有限公司杨帆获国家专利权
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龙图腾网获悉北京朱信雀成科技有限公司申请的专利一种基于动态矩阵控制的火电厂烟气换热器控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120065831B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510189025.9,技术领域涉及:G05B19/042;该发明授权一种基于动态矩阵控制的火电厂烟气换热器控制方法是由杨帆;辛瑞明设计研发完成,并于2025-02-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于动态矩阵控制的火电厂烟气换热器控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于动态矩阵控制的火电厂烟气换热器控制方法,涉及换热器控制技术领域,本发明,采用LSTM构建烟气温度预测模型,捕捉锅炉负荷波动、燃煤特性变化对烟气温度的影响,提前预测未来温度变化趋势,并生成温度变化调节指令,使换热器能够主动适应烟气温度波动,减少调节滞后;基于LSTM预测结果建立换热器状态空间模型,结合历史数据和未来预测输入,计算最优换热介质流量调节指令,避免PID控制在负荷突变情况下的超调或滞后,提高温度调节精度;采用滚动优化策略,使换热器控制综合当前状态,以及在多个时间步内优化换热介质流量,提高控制的前瞻性和稳定性。
本发明授权一种基于动态矩阵控制的火电厂烟气换热器控制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于动态矩阵控制的火电厂烟气换热器控制方法,其特征在于:该方法包括: 步骤S1,在烟气换热器的入口和出口分别设置温度传感器、流量计和压力传感器,实时采集烟气传感数据和锅炉运行数据,生成当前工况数据集; 步骤S2,基于步骤S1的当前工况数据集,利用长短时记忆网络LSTM构建烟气温度预测模型,对未来时间段内的烟气温度变化趋势进行预测,生成温度变化调节指令; 步骤S3,接收步骤S2生成的温度变化调节指令,采用动态矩阵控制DMC对换热器的出口温度进行预测性控制,生成换热介质流量调节指令; 步骤S4,采用步骤S3的换热介质流量调节指令,控制换热器内部的多通道换热管束结构,并对进入不同换热区域的烟气流量进行动态分配; 步骤S5,基于换热器出口的温度调节反馈数据,基于强化学习算法对步骤S3的DMC控制参数进行自适应优化; 所述利用长短时记忆网络LSTM构建烟气温度预测模型的步骤为: 构建烟气温度预测模型,采集当前工况数据集Dt,用于LSTM网络训练,将数据集表示为Dt: Dt={Tg,Qg,Pg,Tm,L,C,Qa}, 其中,Tg表示烟气温度,Qg表示烟气流量,Pg表示烟气压力,Tm表示换热介质温度,L表示锅炉负荷,C表示燃煤特性,Qa表示空气流量; LSTM细胞的状态更新过程包括: it=σWi[ht-1,xt]+bi, ft=σWf[ht-1,xt]+bf, ot=σWo[ht-1,xt]+bo, ht=ot⊙tanhCt, 其中,it表示输入门激活值,ft表示遗忘门激活值,ot表示输出门激活值,表示候选状态值,Ct表示单元状态值,Ct-1表示上一时间步的单元状态值,ht表示隐藏状态值,ht-1表示上一时间步的隐藏状态值,Wi,Wf,Wo,Wc为权重矩阵,bi,bf,bo,bc为偏置项,xt表示输入数据,σ表示Sigmoid激活函数,tanh表示双曲正切激活函数,⊙表示逐元素乘法运算; 所述基于换热器出口的温度调节反馈数据,基于强化学习算法对步骤S3的DMC控制参数进行自适应优化的步骤为: 在每个时间步t计算换热器出口温度的预测误差,计算公式为: 其中,et表示温度预测误差,表示时间步t预测的换热介质温度,Tm,t表示时间步t实际测量的换热介质温度, 设定强化学习目标,构造目标函数J,衡量控制策略的优化程度: 其中,J表示控制优化目标函数,T为优化周期的时间步数,λ为正则化系数,Δwτ表示控制参数权重的变化量, 采用梯度下降法更新DMC控制权重,更新公式为: 其中,表示时间步t+1更新后的DMC控制参数权重,表示时间步t当前的DMC控制参数权重,η为学习率,表示损失函数J关于wτ的梯度, 基于优化后的DMC控制权重,调整换热区域的烟气流量分配,调整公式为: 其中,表示时间步t+1更新后的第i个换热区域烟气流量分配系数,表示时间步t的第i个换热区域烟气流量分配系数,γ为调节步长。
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