模糊控制在磨矿分级自动控制中的应用研究.pdf

研 究与应 用 化工自动化及仪表，2009，36(1)：89～91 ControlandInstrumentsinChemicalIndustry 模糊控制在磨矿分级 自动控制中的应用研究 邹金慧 ，孙瑞杰 ，黄宋魏 (昆明理工大学 B_信息工程及 自动化学院，昆明650051．b．国土资源学院，昆明650093) 摘要： 针对 目前磨机运行过程中随机干扰因素多、过程机理复杂、非线性、大滞后、各环节变量相互耦合作 用大等特点，研究一种以模糊控制和PID控制相结合的控制方案。结合工程实际介绍模糊控制的基本原理，通过 测量与栽荷紧密相关的磨机 电流，采用二维模糊控制器对给矿量设定值进行模糊控制，提 出给矿量设定值的控制 算法和控制规则。实际应用结果表明，该方法有效地解决了磨机所发生胀肚和欠载的问题，提高了磨机的工作效 率和各项工作指标。 关键词： 磨矿分级；PID；模糊控制 ；给矿量；给定值 中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1000—3932(2009)014)089-03 1 引 言 界的参考输入、系统的输出或状态等精确量转换成 国内外许多单位对磨矿分级过程 自动控制进行 模糊化量。在模糊控制中，观测到的数据通常是清 了研究，大多采用数字PID的控制方案，其对于给矿 晰量。由于模糊控制器对数据的处理是基于模糊集 流量的控制、磨矿浓度的控制、溢流浓度的控制和泵 合的方法 ，因此首先必须对输人数据进行模糊化。 池液位的控制都有较好的效果。而磨矿分级过程具 在进行模糊化运算前，需要对输入量进行尺度变换， 有随机干扰因素多、过程机理复杂、非线性、大滞后 、 使其变换到相应的论域范围内，这就是量化 因子。 各环节变量相互耦合作用大等特点，因而，仅用以上 知识库中包含了具体应用领域中的知识和要求的控 方案实现控制 目的是不够的。随着 自动化技术的迅 制目标。它通常由数据库和模糊控制规则库两部分 速发展 ，通过工艺分析，结合生产实际，优化原有的 组成。数据库主要包括各种语言变量的隶属度函 复杂模型，引入模糊控制理论 ，选用模糊控制和 PID 数、尺度变换因子以及模糊空间的分级数等。规则 控制相结合的方案，即Fuzzy-PID控制方案。该方案 库包括了用模糊语言表示的一系列控制规则。模糊 在传统的闭环负反馈PID控制系统基础上，引入对 控制规则是模糊控制的核心。在模糊控制中，主要 动态和随机因素适应性都更强的模糊控制器进行复 应用的模糊控制规则有两种形式：状态评估模糊控 合控制，起到 自适应 PID控制器参数 自校正的作用。 制规则和目标评估模糊控制规则。状态评估模糊控 这样既可继承模糊控制在大偏差时超调量小、调节 制规则又是模糊控制中最常用 的形式，它是由一系 时间短的优点；又可保持 PID控制的无静差、稳定性 列 “IF—THEN”型的模糊条件语句构成。通过模糊推 好的优点 “。 理得到的是模糊量 ，而对于实际的控制则必须为清 2 模糊控制基本原理 晰量(精确量)，因此要对模糊量进行解模糊。清晰 图1为模糊控制基本原理示意图。由图 1可 化的作用就是将模糊推理得到的控制量 (模糊量) 见，模糊控制单元 由模糊化、知识库、模糊推理和清 变换成表示在论域范围的清晰量，接着再将表示在 晰化四个功能模块组成。模糊化的作用是将包括外 论域范围的清晰量经尺度变换成实际的控制量 。 Jl量 ii 模糊