pid 型自适应模糊控制在锅炉主蒸汽温度控制中的仿真研究[j]

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1、乐档网，我分享,我快乐!http://www.ledlh.cn/　　本文档下载自乐档网，更多免费文档请访问网址http://www.ledlh.cnhttp://www.ledlh.cn/doc/info-c3bc801aa8114431b90dd8b4.htmlPID型自适应模糊控制在锅炉主蒸汽温度控制中的仿真研究PID型自适应模糊控制　在锅炉主蒸汽温度控制中的仿真研究牛培峰,任　娟,王　帅燕山大学,河北秦皇岛　066004[摘　　　要]　通过对PID型模糊控制器、主蒸汽温度的大惯性和大滞后性以及难以建立精确的数学模型特性的研究,提出了一种自适应模

2、糊控制方法,其通过在线调节可调因子,不断优化控制过程,使模糊控制系统具有较强的自适应能力。以主蒸汽温度控制系统为例,对PID型自适应模糊控制方法进行了仿真,并与模糊PID。结果表明,该方法显著提高了控制系统的动态特性、[关　键　词]　发电厂;PID型;自适应;模糊控制;[中图分类号]　TK223[文献标识码]　A[文章编号]　1002-　　,热工过程往往具有较大的惯性和滞后性,而且呈非线性和慢时变。常规的锅炉主蒸汽温度控制系统采用串级或带导前微分的双回路控制,但当工况发生较大变化或外部扰动较大时,该系统难以保证优良的控制品质,即出现系统的稳定性下降、

3、调节时间增长、超调量变大等问题,需要手动调节[1]。乐档网，我分享,我快乐!http://www.ledlh.cn/模糊控制对非线性或不确定性的被控对象具有良好的控制效果,且已应用于大型火电机组的相关控制系统中[2,3],解决了许多常规PID控制难以解决的问题。当火电机组负荷发生变化时,其被控对象的特性有较大的改变,控制系统的品质会变差,而且常规模糊控制所依赖的模糊控制规则仅依据专家经验确定,必然造成模糊控制规则的不完善。因此,为改善模糊控制的品质,必须使模糊控制器具有随机组工况变化的自适应能力,即能够实时地调整模糊控制规则。在实际应用中所采用的模糊

4、控制规则较多,且规则的前提参数和结论参数与控制系统品质之间的关系不很明显,造成了通过直接调整规则参数使控制系统具有自适应能力的方法难于取得应用性的进展。利用神经网络对模糊控制规则进行学习[4,5],其提出的自适应模糊控制算法仍十分复杂,难以在工程上实现。文献[6]提出将模糊控制与常规PID控制相结合的方法。在常规PD型模糊控制系统的基础上,通过引入积分环节,提出PID型的模糊控制器,消除了模糊控制系统的稳态偏差[7,8]。为了改善PID型模糊控制系统的自适应能力,本文通过研究模糊控制系统相关可调因子与控制系统品质之间的关系,提出了一种调整可调因子的模

5、糊校正方法,使PID型模糊控制系统具有较强的自适应能力。以Matlab作为仿真平台,构建PID型模糊控制仿真模块,并对其进行自适应调整,以改善锅炉主蒸汽温度的控制品质,并验证了自适应模糊控制系统的有效性。1　PID型模糊控制系统1.1　控制系统结构一般的模糊控制器是以被调量与定值之间的偏差　24收稿日期:　2007-08-03作者简介:　牛培峰(1958-),男,吉林人,博士,燕山大学电气工程学院自动化系教授,主要从事复杂工业系统的智能建模与智能控制的教学与研究。E-mail:npf882000@163.com乐档网，我分享,我快乐!http://w

6、ww.ledlh.cn/?1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net和偏差变化率为输入变量,因此它具有与常规PD控制器类似的作用。采用该类模糊控制器的控制系统可以获得良好的动态品质,但难于消除被调量的稳态偏差。为了消除控制系统的稳态偏差,可采用PID型模糊控制系统(图1)。差变化率e′作为输入语言变量,输出量为系统控制值U,构成一个二维模糊控制器。选定控制偏差E的离散论域为[-11,11],偏差变化率EC及控制

7、作用U的离散论域为[-8,8]。在输入语言变量E、EC和输出语言变量U的可调域内取PB、PM、PS、ZO、NS、NM和NB7个模糊子集,其分别对应正大、正中、正小、零、负小、负中和负大。各模糊隶属度的选取可参考文献[6]。模糊规则库采用表1中的控制规则。表1　模糊控制规则Δe(k)e(k)NBPBPLPLPMPSPSPSNMPBPLPMPMPSNSNM图1　PID型模糊控制系统NSPBPMPMPSNSNMNM　　采用代数积-加法-重心模糊推理法[6]ZOPMPMNSNMNM,可推导PSNMNMNBPD型模糊控制器的输出为:NSMNMNMNBU=APE

8、DE′(1)NNS乐档网，我分享,我快乐!http://www.ledlh.cn/NSNBNBNBNB式中: