智能pid控制在电石炉电极调节系统中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第19卷第7期系统仿真学报@、，01．19No．72007年4月JournalofSystemSimulationAp，2007智能PID控制在电石炉电极调节系统中的应用陈龙，马伯渊，张雪峰(西安电子科技大学机电工程学院，陕西西安71071)摘要：针对三相电极电流耦合的电石炉系统，设计出一种智能PID控制器。该控制器首先采用实数鳊码的遗传算法优化PID控制器的参数，得到一组参数的最优值．然后以此最优值作为PID参数的初始值，结合积分分离的原则设计出一种模糊解耦推理规则时PID参数进行实时

2、整定，以确保系统的响应具有最优的动态和稳态性能．对比仿真试验的结果表明，与常规的PID控制器相比，这种智能PID控制器用于电石炉控制系统可达到良好的动、静态性能和鲁棒性。关键词：遗传算法；模糊控制；积分分离；PID；电石炉中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1004—731X(2007)07-1544—04ApplicationofIntelligentPIDControllerinCaC2FurnaceElectrodeAdjustmentSystemCHENLong，MABo—yuan，ZHANGXue-feng(Sch

3、oolofElectro—mechanicalEngineering，XidianUniversity,Xi’an710071，China)Abstract：AnintelligentPIDcontrollerwasproposedforaCaCzfurnacesystemwiththree-phasecurrentcoupled．Usinggeneticalgorithmwithrealnumbercoding，agroupofoptimalparametersofthisintelligentP1Dcontrollerwereob

4、tained,whichareusedastheoriginalvaluesfo，thereal—timetuningofP1Dparameters．Basedontheprincipleofintegraldetached,afuzzydecoupledinferencewasdesignedfortheP1Dparametersreal-timetuningtoensurethatthesystemresponsehasoptimaldynamicandsteady．stateperformances．Theresultsofco

5、mputersimulationshowthattheintelligentPIDcontrollerhastheadvantagesofbatterdynamic，static，androbustperformanceovertheconventionalPIDcontrollersinaCaCzfurnacecontrolsystem．Keywords：geneticalgorithm；fuzzydecoupledinference；integraldetached；PID；CaCzfurnace法对PID控制器参数，ki，进行优

6、化，并以优化后的参引言数为基准值，应用带有解耦能力的模糊推理规则，同时结合电石(CaC2)是有机合成工业的主要原料之一，主要用来一种积分分离的原则，对PID控制器参数进行实时整定，设生产乙炔，电石炉是其主要生产设备。从生产工艺角度而言，计出一种应用于电石炉控制系统的智能PID控制器，使其能电石炉属于电弧炉的一种。但与普通冶金用电弧炉有所不达到良好的动静态性能和鲁棒性。同，不能明弧操作，属于埋弧炉类型。电石炉系统主要的控1PID控制器初始参数的遗传优化制思想是通过调节三相电极位置保持三相电极电流平衡，从而保持炉温恒定以达到稳定生产，降低

7、能耗，提高产品质量1．1PID参数的确定及编码的目的。离散的PID控制器表达式为：目前，工业过程控制中大量采用PID控制。一些先进的上“(七)=七P(七)+∑P(f)+(P(七)一P(七一1))(1)PID控制控制技术如模糊PID控制已经得到了广泛的研究f1一[1-2]。针对电弧炉的模糊PID控制也有一些研究文献。文【3]对于电石炉的三相电极调节系统，要求每一相分别施加对电石炉系统设计了一种神经模糊控制器，但研究的是单输一个PID控制器。由于电石炉可以近似认为是一个三相对称入单输出的模型。文【4】研究了电弧炉的模糊控制，但是未考系统，

8、所以三个PID控制器参数(，，，，，f=1，2，3)的初虑电弧炉三相电流之间的耦合作用。而从控制角度而言，电始值可以取相同的值。在这里，三个PID控制器参数均取石炉系统属于一种多输入多输出(MIMO)、非线性、三相电，岛