变论域模糊自整定PID控制在主汽温系统中的应用研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com甘肃电力技术19变论域模糊白整定PID控制在主汽温系统中的应用研究王鹏牛勇葛智平李正远(兰州理工大学甘肃省兰州市730050)【摘要】火电厂主汽温控制系统具有大惯性、大延迟和时变等特性，采用常规PID串级控制方法难以获得满意的控制效果。通过引入变论域模糊控制原理来整定PID参数，从而实现了变论域模糊自整定PID控制。它充分综合了变论域模糊控制、PID控制的优点。通过对锅炉过热蒸汽温度控制系统的仿真研究表明，变论域模糊自整定PID串级控制的控制效果优于常规的PID串级控制，能适应对象参数的变化，具

2、有较强的鲁棒性和自适应能力，控制品质好。【关键词】变论域模糊控制模糊自整定PID控制PID串级控制主汽温系统1引言过程中对不确定的条件、参数、延迟和干扰等因素进行检测分析，采用模糊推理的方法实现PID参数在现代火力发电厂的热工过程控制系统中，锅的在线自调整，不仅保持了PID控制系统原理简炉过热蒸汽出口温度(主汽温)是锅炉的主要参数之单、使用方便、鲁棒性较强等优点，而且具有更大一，对电厂的安全经济运行有重大影响。主汽温偏的灵活性、适用性，控制精度更好。通过对锅炉过高会使过热器和汽轮机高压缸承受过高的热应力而热蒸汽温度控制系统的仿真研究表明，系统

3、具有控损坏，从而威胁机组的安全运行：主汽温偏低则会制精度高、鲁棒性好等优点。降低机组的热效率，影响机组运行的经济性。同时，2变论域模糊控制原理会使蒸汽的含水量增加，从而缩短汽轮机叶片的使用寿命。因此，必须将主蒸汽温度严格控制在给定有关文献详细描述了变论域模糊控制的原理，值附近。这里简述变论域模糊控制器的控制思想和算法。变PID控制因其具有结构简单、容易实现、鲁棒性论域实际上就是输入和输出的基本论域随控制需求强和能够实现无差调节的特点，在传统的锅炉控制按一定准则在适当的时刻进行伸缩变化，定义在基系统中得到了广泛的应用。然而，常规的PID控制本论

4、域上的模糊划分也随之变化，即变论域模糊控器是线性的，适用于小惯性、小滞后的过程，当把制在常规模糊控制的基础上对输入量(偏差和偏差PID控制应用在非线性、大时滞、参数不确定的情况变化率)和输出量的论域分别加上一个伸缩因子。下时，由于PID参数不能实现实时在线调整，所以这样输入和输出量的论域就随着伸缩因子的变化而很难获得满意的控制效果。变化，而伸缩因子又和误差的大小有关。变论域模糊控制适合于非线性、参数不确定、设输入变量Xt(i：1，2，⋯，n)的论域分大时滞的系统，对被控对象的时滞非线性和时变性别为Xi=[-E，E](i=1，2，⋯，n)，输出

5、变量y具有一定的适应能力，但系统还存在一定的静态误的论域为Y=E-U，U]；{Aj)(1≤j≤m)为Xt上的模糊差。综合变论域模糊控制、PID控制的优缺点，提出划分，{Bj)(1≤J≤n)为Y上的模糊划分。模糊控制了变论域模糊自整定PID控制。该控制器可在控制器可以用一个n元分片插值函数表示：维普资讯http://www.cqvip.com变论域模糊自整定PID控制在主汽温系统中的应用研究y(X。，X。，⋯X)=F(X。，Xz，⋯X)控制器参数的不同要求，从而使被控对象具有良好的动、静态性能。∑nA(x)yj。记x；和Y的变论域分别为：j=l

6、i=1)(i(xi)=[(xi)Ei，(x)Ei】Y(y)=[-fl(y)U，fl(y)U]式中：(x)(i=1，2，3，⋯，n)-~fl(y)是论域的伸缩因子。下面以误差输入X为例，说明论域伸缩因子的求取方法。设X的初始论域是[一E，E]，经过伸缩因子变换后为[一(x)E，(x)E]，其中，a(x)是误差X的连续函数a(x)：[一E，E][0，1]，XI_+()。图1模糊自整定PlD框图由于A0c与AX成正比，所以每一个增量Ax对应一个模糊控制器采用两输入三输出的形式，以e和增量A％而且0c不超过1，因此0c越接近1，A0c就越ec为输入语

7、言变量，△l【p、△l【i、Akd为输出语言变小；因此有Aa=kXAXXX×(卜0c)，其中k为比例量。输入语言变量的语言值均取为“负大”(NB)、“负常数，令△x_+0，得微分方程：中”(NM)、“负小”(NS)、“零”(Z0)、“正小”(PS)、：(1一)，解方程得’：1一c-1舻。由“正中”(PM)、“正大”(PB)7种，输出语言变量ax的语言值取为“负大”(NB)、“负中”(NM)、“负小”a(o)=0得c=1，因此()=1一P一。当x与Y(NS)、“零”(zo)、“正小”(PS)、“正中”(PM)、“正大”(PB)7种。对应的偏差e

8、和偏差变化率ec相对独立时，可按前面介绍的方法分别得到伸缩因的值为(一6，一5，一4，一3，一2，一1，0，1，2，3，4，5，6)，Akp、子：aki、akd的值