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1、一种基于模糊控制的温度控制系统设计2010拄第11期仪表技术与传感器InstrumentTechniqueandSensor2010No.11一种基于模糊控制的温度控制系统设计张小娟(宝鸡文理学院电子电气工程系,陕西宝鸡721016)摘要:针对被控对象存在的滞后,时变,非线性等特点,将模糊控制算法引入除氧器控制系统,改善了系统的控制效果,并设计了以PIC18F252单片机为核心,实现了该控制方案.该控制方法在除氧器温度控制系统的应用中,取得了良好的效果.文中使用MATLAB软件对PID控制,带自调整因子模糊控制分别进行了仿真研究,仿真结果表明,带自调整因子模糊控制能满足调节时间短,超调量小且稳
2、态误差在104±3℃内的控制要求.关键词:除氧器;温度控制;模糊控制;单片机;调整因子中图分类号:TPI83文献标识码:B文章编号:1002—1841(2010)11—0076—03DesignofTemperatureControlSystemBasedonFuzzyControlZHANGXiao-juanDepartmentofElectronics&ElectricityEngineering,BaojiCollegeofArts&Science,Baoji721016,China)Abstract:Accordingtothecharacteristicofdelay
3、,non—linearizationandtime-variableofcontrolledobjects,acontrolstrategyincombinationoffuzzycontrolwasemployedtOtemperaturecontrollingalgorithmwiththechipPICI8F252asthekeypartandthecontrollingmethodWasrealized.Theapplicationofthisschemeinthedeaeratorsystemachievesgoodeffects.First,simulationsofPIDcont
4、rolandwithself-adjustingfactorFuzzycontrolconcerningtheirrespectivecontrolqualityweredonebyMATLAB6.5.Mo—reover,thesimulationresultsshowthatitsrobustnessisgood,becauseeffectivecontrolmakestheregulatingtimeshort,theover-shootandthesteady—errorverylittle.Keywords:deaerator;temperaturecontrol;fuzzycontr
5、ol;micro?controller;adjustmentfactor0引言锅炉给水中溶解有氧,氮,二氧化碳等气体,其中二氧化碳和氧气的存在,对于锅炉就易发生腐蚀.氧气是很活泼的气体,能跟很多非金属直接化合,而且能跟绝大多数金属直接化合.当其与非金属或金属化合以后,往往形成稳定的氧化物,或生成沉淀,对锅炉起腐蚀作用.故须对锅炉给水进行除氧.目前,锅炉中常用的除氧方法是热力除氧.由于热力除氧器系统具有大滞后,大惯性,非线性等特点,采用传统的PID控制方法,PID控制稳态性能好,但动态特性不太理想;而模糊控制动态响应品质优良,但存在稳态性能差的问题.因此,文中采用了带自调整因子模糊控制算法进行控
6、制,以达到除氧的目的,从而保证热力设备能安全经济运行.1控制器的设计1.1热力除氧条件要求根据亨利定律和热力除氧的特点可见,采用温度控制系统来替代压力控制系统,能更好地满足热力除氧工艺对温度的要求,通过分析计算,除氧器内压力保持在0.02—0.025MPa,温度为104℃时,水中的溶解氧几乎完全逸出,水中的含氧量为零,只要除氧器内的温度不超过107℃,除氧器的压力就不会超过最大允许压力.因此将温度的控制范围设定在1044-3℃.模糊温度控制系统的结构框图如图1所示,系统由被控对收稿日期:2010—03—15收修改稿日期:2010-08—13象,温度传感器,比较器,模糊控制器和执行机构等部分组成
7、.圈1除氧器温度控制系统方框图除氧器的温度由温度传感器检测,并转换成4—20mA的标准电流信号,在经过电压转换装置,转换成0～5V的电压信号,送入单片机的模拟输入通道,进行A/D转换,然后送给模糊PID控制器,控制器将转换值与给定值作比较,计算出温度误差以及温度误差的变化率,根据模糊PID控制算法求出控制系统的控制输出量,经D/A转换器进行数模转换后驱动执行器工作,调节除氧器水箱的温度,使除氧器温
