专家控制系统课件.ppt

*6.2.4PID专家控制器应用实例我们以某钢厂加热炉为例，设计一种PID专家控制器控制加热炉的炉温。图6-9加热炉PID控制系统结构图*6.2.4PID专家控制器应用实例设计要求：加热炉一般具有大惯性、滞后性及严重的时变性和非线性特性，要求通过设计适当的PID控制器，能够快速准确地控制其炉温，实现降低能源消耗，提高加热质量，从而进一步提高整个生产过程的经济效益。*为控制器的比例系数、积分系数和微分系数，可以根据过程的动态特性进行整定。6.2.4PID专家控制器应用实例常规PID控制算法的原理可以表示为：PID控制算法的数字表达式为：*6.2.4PID专家控制器应用实例根据影响加热炉炉温的若干个因素，如当前采样时刻炉温给定值、温度偏差和温度偏差变化率来分析和总结专家规则如下：根据实际生产工况调整在不同给定温度下的PID参数，通常一组PID参数只适用于一定的给定温度。专家规则1：给定温度值对PID控制参数的修正系数表6-2给定输入对PID控制参数的修正系数85090095010001050110011501200125013000.610.650.690.720.750.790.820.870.921.00*6.2.4PID专家控制器应用实例专家规则2：温度偏差对PID控制参数的修正系数根据控制精度的要求，控制器把温度误差分成三个区域：该区域以稳定运行为主，可减少调节阀动作，修正系数较小。理想区域增大修正系数，根据PID参数影响规律，尤其加大加快系统的响应速度，使误差不进入第三区域。加大调节力度区域为了不出现过度调节而产生较大振荡，所以要降低修正系数。误差过大区域*Kpei0.650.70.750.80.851.01.251.5KIei0000.750.81.01.11.1KDei0.750.80.850.90.951.01.251.25Kpei1.51.251.00.850.80.750.70.6KIei0.90.850.750.70.60.550.50.4KDei1.01.00.90.90.850.80.750.7表6-3温度偏差对PID控制参数的修正系数6.2.4PID专家控制器应用实例*为一个采样周期内温度的变化率，若大于一定值就会出现振荡或烧嘴堵塞的不正常现象，应降低修正系数，不变则不易起到抑制振荡的作用，增加则会引起更大的振荡。1.151.000.850.70.6表6-4温度变化率对PID控制参数的修正系数6.2.4PID专家控制器应用实例专家规则3：温度变化率对PID控制参数的修正系数*如果PID控制量是燃料流量值，则应根据加热炉的特性进行限幅，最大、最小值可以根据经验输入计算机，也可以由计算机自动整定。最大值不能超过加热炉的热负荷，最小值是随温度偏差而变化的，即根据温度偏差要乘以相应的修正系数。6.2.4PID专家控制器应用实例专家规则4：控制值的限幅。*024681012141618202224262830Kui1.00.950.90.850.80.750.70.650.650.60.60.550.550.50.50.4024681012141618202224262830Kui1.01.01.11.151.21.21.21.251.31.31.351.351.41.41.451.5表6-5温度偏差对控制量最小值的修正系数6.2.4PID专家控制器应用实例*根据上述专家规则，可以通过查表计算，在上次PID参数的基础上得到本次的PID参数。满足公式：6.2.4PID专家控制器应用实例*则可以得到PID控制算法的数字表达式为：6.2.4PID专家控制器应用实例输出PID的控制量——燃料流量值为：*专家系统中存在着以下一些难以克服的问题：6.3神经网络专家系统知识获取“瓶颈”问题知识的“窄台阶”问题缺乏联想功能，推理能力弱，实时性差智能水平低，没有创造性知识系统的可靠性、