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基于模糊自适应PID控制的静电除尘电源系统设计

柳成;曾立群;吴庆广

【摘要】设计了以单片机C8051F060为控制核心,基于模糊自适应PID控制算法

的三相高压除尘电源系统,该控制系统提高了除尘电源的稳定性和控制精度.工程实

践表明：该除尘电源系统具有操作方便、系统稳定、工作效率高等优点.%This

paperdesignsthethree-phasehighpressuredustremovalofpower-

supplysystemcenteringonsingle-chipC8051F060andbasingonfuzzy

self-adaptivePIDcontrolalgorithmthatincreasesstabilityandcontrol

precisionofdustremovalofpower-supplysystem.Theengineering

practiceshowsthatthedustremovalofpower-supplysystemhas

advantagesofeasyoperation,steadysystemandhighworkefficiency.

【期刊名称】《北华大学学报（自然科学版）》

【年(卷),期】2011(012)006

【总页数】4页(P729-732)

【关键词】静电除尘电源;模糊自适应;PID控制

【作者】柳成;曾立群;吴庆广

【作者单位】北华大学电气信息工程学院,吉林吉林132021;大冶有色金属有限责

任公司冶炼厂,湖北黄石435000;中国石油吉林石化公司乙二醇厂,吉林吉林

132021

【正文语种】中文

【中图分类】TP273

目前，工业粉尘排放量日益增加，大气污染越来越严重，因此除尘器作为防止粉尘

污染的主要环保产品也越来越受到重视．电除尘器因其体积小、除尘效率高、能耗

低、可处理大量烟尘气体等特点被广泛应用于石油、冶金、电力、建材等行业

［1-3］．除尘电源作为电除尘器的关键设备，其性能的好坏对除尘效率影响极

大．本研究设计了以单片机C8051F060为控制核心，基于模糊自适应PID控制算

法的静电除尘三相高压电源智能控制器．

1系统硬件结构

静电除尘电路如图1所示，经过断路器、接触器、熔断器、2只反并联的晶闸管，

通过调整晶闸管的触发角，380V交流电压变成可调的三相交流电压，此电压输入

到三相高压整流变压器，变压器输出端升压，经过硅整流，得到直流高压输出，此

高压供给静电除尘反应器．

图1静电除尘主电路Fig．1Thecircuitofelectrostaticprecipitation

静电除尘电源的控制系统见图2．该系统是一个负反馈型闭环控制回路，由给定环

节、调节器环节、触发器环节、交流调压环节、变压器升压、检测电路、除尘负载、

二极管整流、A/D采样模块构成．按照生产工艺的要求设定除尘电流的输入信号，

即图中所示的给定环节．为达到相应的电流，本系统输入的交流电压通过交流调压

部分输送到升压变压器，升压变压器的输出经过硅整流器整流成高压直流，并将其

输出到除尘器．反馈电流由A/D模块采样得到，与设定值进行比较之后得到的偏

差送入到智能调节器，由模糊自适应整定PID的控制算法得出相应的触发角，进

而控制升压变压器输入的交流电压，实现除尘系统电流的恒定［4-5］．

图2静电除尘系统Fig．2Systemofelectrostaticprecipitation

2控制设计

本系统使用美国CYGNAL公司的C8051F060芯片，该芯片完成系统的调节、触

发、通讯、模拟量检测、显示等功能．

2．1触发控制

通过C8051F060设计出一种全数字的移相技术，具有针对交流调压模式的宽脉冲

触发列以及相序自适应的特点．根据控制信号及电源同步信号来实现对晶闸管的移

相控制是触发电路的主要功能．在本电路中，要求顺序输出的触发脉冲1次间隔

60°．C8051F060有1个片内可编程计数器/定时器阵列PCA，有6个功能模块，

每个模块可实现正沿捕捉、负沿捕捉、正负沿捕捉、软件定时器、高速输出、脉冲

宽度调制器等功能．采用三相同步绝对式的触发方式是本设计的核心，其原理是根

据单相同步信号的上升沿和下