加热炉燃烧模糊控制系统的设计与应用.doc

加热炉燃烧模糊控制系统的设计与应用 （电控学院 测控0902班 李园 0906070204） 摘要：针对加热炉煤气，空气流量计的不准确，煤气发热值不真实等各种现状，设计一种基于专家经验的模糊控制程序，通过调节煤气空气调节阀，烟道闸板阀的开度来控制加热温度，并把加热温度稳定在尽可能小的设定值+20℃之内，达到均匀加热，降低燃耗和氧化烧损、减少待温时间和提高产能的目的。 关键词：加热炉燃烧 模糊控制 The fuzzy control system design and application heating furnace burning (Electrical and control engineering Academy Measurement and control technology in class 0902 LiYuan 0906070204) Abstract: According to the various kinds of present situation that is inaccuracy of the heating furnace and the air flow and gas calorific value is not real and so on, we design a kind of fuzzy control based on expert experience program, which control the temperature of the heating and steadying the temperature of heating as small as possible in the setting value within + 20 ℃ through adjusting the gas air regulator and the flue damper valve’s opening to heat evenly, reduce fuel consumption lose oxygenation, spend less time and increase temperature capacity. Keywords: the heating furnace burning; fuzzy control 1 模糊控制的简介 1.1模糊控制原理 1.1.1模糊控制的产生 在自动控制技术产生之前，人们在生产过程中只能采用手动控制方式。手动控制过程分别是由人的眼-脑-手来完成的。 后来，由于科学技术的进步，人们逐渐采用各种测量装置（如传感器）代替人眼，完成对被控制量的观测任务；利用各种控制器（如PID调节器）取代人脑的作用，实现比较、综合被控制量与给定量之间的偏差，控制器所给出的输出信号相当于手动控制过程中人脑的决策；使用各种执行机构（如电动机）对被控对象施加某种控制作用，这就起到了手动控制中手的调整作用。 上述由测量装置、控制器、被控对象及执行机构组成的自动测控系统，就是人们所熟知的常规负反馈控制系统。 常规控制首先要建立精确数学模型，但是对一些复杂的工业过程，建立精确的数学模型是非常困难的，或者是根本不可能的。于是常规控制技术在这里就遇到了不可逾越的障碍。但是，熟练的技术操作人员，通过感官系统进行现场观察，再根据自己的经验就能很容易地实现这类控制过程，于是就产生了一个问题，能否把人的操作经验总结为若干条控制规则，并设计一个装置去执行这些规则，从而对系统进行有效的控制呢?答案是肯定的。这种装置就是模糊控制器。 与传统的PID控制相比，模糊控制有其明显的优越性： 1.由于模糊控制实质上是用计算机去执行操作人员的控制策略，因而可以避开复杂的数学模型。 2.对于非线性，大滞后及带有随机干扰的复杂工业对象，由于数学模型难以建立，因而传统的PID控制也就失效，而对这样的系统，设计一个模糊控制器，却没有多大困难。 实践结果表明，在两种系统均调到最佳状态下，当工作条件大幅度变化时，经典的PID控制难以进行调整，而模糊控制对过程参数改变不灵敏，在所有工作所有工作点上都能做到较稳定的控制，这说明模糊控制本质上是非线性的，并且对于对象的参数变化适应性强，即所谓的“鲁棒性”较好。 1.1.2 模糊控制系统的组成 模糊控制属于计算机数字控制的一种形式，通常由5个部分组成，其系统框图如图6-17所示。 1.1.3 模糊控制器的组成及各部分的工作原理 模糊控制器主要包括输入量模糊化接口、知识库、推理机、输出清晰化接口四个部分，如图6-18所示。 1）模糊化接口 模糊控制器的输入变量（通常为偏差和偏差的变化率）的实际变化范围叫做这些变量的基本论域，显然基本论域内的量为精确量