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锅炉过热汽温自适应PI型模糊控制的仿真研究.pdf

锅炉过热汽温 自适应PI型模糊控制的仿真研究 刘定邦,唐胜利 重庆大学,重庆400044 [摘 要]针对锅炉过热蒸汽温度对象的非线性和不确定性等.设计了PI型模糊串级控制系统,并 将该系统应用于某电厂600MW机组锅妒过热蒸汽温度的控制。在分析模糊控制器相关 参数与控制系统品质之间关系的基础上,提出相关参数的在线自校正方法,构造了一种自 适应PI型模糊控制器。该控制器能够在线调整其量化因子和比例因子,以适应被控对象 动态特性的变化,从而提高模糊控制系统的性能。将自适应PI型模糊控制方法与常规 PID控制度PI型模糊控制进行仿真比较,表明采用自适应PI型模糊控制方法建立的过热 蒸汽温度控制系统具有较好的控制品质和较强的自适应能力。 [关键词]600Mw机纽;过热蒸汽温度;PI型模糊控制器;参数自校正;自适应;仿真 [中图分类号]TP323 [文献标识码]A 0044—04 [文章编号]1002—3364(2007}08 锅炉过热蒸汽温度(简称过热汽温)对象具有非线 性和不确定性,日勘态特性随运行工况的变化而改变, 1 Pl型模糊控制器 凶而其精确的数学模型难以建立。在常规串级过热汽 温控制系统巾,当对象特性发生变化或运行r况改变 日前,常用的模糊控制器根据输入输出之间的关 时,控制品质将会下降,甚至影响控制系统的正常运 系不同,分为PD型模糊控制器和PI型模糊控制器。 行。模糊控制在本质r属于非线性控制,对=怍线性和 PD型模糊控制器类似于非线性PD控制器,它可以获 不确定性对象具有良好的控制效果,且不需要对象的 得较好的动态性能,但在稳态时却存在稳态误差;PI 精确数学模型,解决了许多常规PID控制难于解决的 划模糊控制器类似于非线性PI型控制器,它可以消除 实际工程问题-“3。为了提高过热汽温的控制效果, 系统的稳态误差,并且设计过程相对容易。本文采用 本义将PI型模糊控制器应用于某电厂600Mw机绀 的PI型模糊拧制器H1结构见图1。 锅炉过热汽温的控制,设计了P1型模糊串级控制系 统。在分析模糊控制器相关参数与控制系统品质之间 关系的基础上,提f“参数在线自校正方法,构造了-种 R适应PI型模糊控制器,能够在线调粘其最化因子和 图1 PI型模糊控制器结构 比例冈子以适应被控对象动惫特性的变化,从而提高 模糊控制系统的性能。 为了设计PI型模糊控制器,选定偏差e、偏差变化 收稿日期:2006一f)7—25 作者简介: 划定邦(1980).男,湖南衡昭人,重庆大学动力丁程学院硕士研究一r,研凄方向为热工过程智能控制 E’mail:ldbang@slnil.corn o[垂豳堑囹夏■ 万方数据 率gC及控制作用“的离散论域均为[一6,6]。进一步(即单位负反馈)。 定义偏差e、偏差变化率ec及控制作用“的模糊子集 在常规串级控制系统中,主控制器采用PID控 分别为:E一{NB,NM,NS,ZO,PS,PM.PB);EC一制.副控制器采用P控制,各控制器相关参数的整定值 {NB,NM,NS,Z0,PS,PM,PB、;U一{NB,NM,NS,为呲: ZO,PS.PM,PB}.其。pNB、NM、NS、ZO、PS、PM、 PB分别表示为负大、负中、负小、零、正小、正中、正大。 积分时问常数),L一23.7(乃为微分时间常数) 各模糊子集的隶属函数均采用三角形函数,模糊推理 副控制器:8=0.04。 采闩JMamdani算法,解模糊方法选川重心法。通过总 在给定值阶跃扰动下,2个控制系统的动态响应曲 结专家或熟练运行人员的经验制定冉帕条控制规 则01(表1)。

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