模糊自整定PID参数在空压机控制系统中的应用.pdf

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1、·62·工业仪表与自动化装置2011年第5期模糊自整定PID参数在空压机控制系统中的应用吴金雷，林楠，陈焰(昆明理工大学信息工程与自动化学院，昆明650051)摘要：空压机供气系统在水电站辅机控制系统中主要用来对水轮机制动和作为各系统、设备检修的动力，系统滞后性大、稳定性差。该文以PLC为硬件平台，采用模糊自整定控制策略，设计了PID参数模糊自整定的空压机恒压控制系统，对螺杆式空压机控制系统进行改造。仿真与运行结果表明：系统抗干扰能力强，输出压力误差(<2％)满足工艺要求，调节时间短，精度高，稳定可靠。关

2、键词：空压机；模糊自整定；PID；仿真；误差中图分类号：TP273文献标志码：A文章编号：1000—0682(2011)05—0062—02Fuzzyself-tuningPIDparametersappliedinaircompressorcontrolsystemWUJinlei，LINNan，CHENYah(FacultyofInformationEngineeringandAutomation，KnnmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming65005

3、1，China)Abstract：Compressorinhydropowerstationauxiliaryenginecontrolsystemforthemainpurposeofturbinebrakeandaseachsystem，equipmentoverhaulpower，thissystemhavebighysteresisandpoorstability．BasedonPLCforhardwareplatform，usingfuzzyself-tuningcontrolstrategy，

4、designthecorn—pressorconstantpressurecontrolsystemoffuzzyself-tuningPIDparametersreformscrewcompressorcon—trolsystem．Thesimulationandoperationresultsshowthatthesystemstronganti—interferenceability，outputpressureerror(<2％)meetthetechnologicalrequirements，s

5、hortsettingtime，highprecision，stableandreliable．Keywords：compressor；fuzzyself-tuning；PID；simulation；error为输入，利用模糊控制规则在线对PID的参数进行0引言修改，以满足不同时刻的e和ec对PID参数自整定空气压缩机作为水电站3大件(风机、水泵、空的要求，模糊自整定PID控制器的结构如图1所示。压机)之一，是水电站的主要动力设备。在水电站辅机控制系统中主要用来对水轮机制动和作为各系统、设备等检修时的动力

6、。空压机供气系统具有很大的滞后性，系统的稳定性差，该文在传统P1D控制系统中引入模糊控制机理，对PID控制参数进行在图1PID参数模糊自整定的结构图线模糊自整定，解决控制系统的在线整定问题。在PLC硬件平台上，采用模糊自整定控制策略，设计出模糊PID控制的算法为_】J：了一种PID参数模糊自整定的空压机恒压控制系“(后)=Kpe(k)+∑eq)+e()一e(k—)]统，以实现系统的供气稳定。J=U(1)1PID参数模糊白整定原理其中：“()为第次PID的输出增量；为比例系PID参数模糊自整定以误差e和误差

7、变化ec作数；为积分系数；为微分系数；e()为离散化的当前采样时刻的误差值；e(k一1)为离散化的前一采样时刻的误差值。．收稿日期：2011—07—19PID参数模糊自整定是找出PID三个参数，作者简介：吴金雷(1985)，男，山东潍坊人，硕士研究生，研究方向为控制工程。K，K与e和ec之间的f关系，在系统运行过程中不断2011年第5期工业仪表与自动化装置·63·检测e和ec的变化，按模糊控制原理对3个参数进行在线自整定，以满足不同e和ec对控制参数的不同要求，改善被控对象的特性，满足工艺要求。按PID参

8、数模糊自整定的结构图，两输入(e、ec)，三输出(K，，Kd)的模糊规则为：根据不同时刻的e、ec检测值，利用模糊推理规则在线对PID的3个参数，K，进行修改，满足不同的e和ec对控制参数的要求，改善被控对象的动、静态性能，提高控制精度。图2模糊自整定PID参数仿真曲线对输入变量e和ec取绝对值并模糊化作为PID横坐标代表系统达到稳定时所需要的响应时参数模糊自整定的输入变量，确定输入变量(1el，间，纵坐标代表系统的时刻值，与