锅炉蒸汽温度模糊控制器的设计

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1、锅炉蒸汽温度模糊控制器的设计摘要电厂实现热力过程自动化，能使机组安全、可靠、经济地运行。锅炉是火力发电厂最重要的生产设备，过热蒸汽温度控制是锅炉控制系统中的重要环节。随着控制对象变得复杂，应用常规PID控制，精度和鲁棒性降低。锅炉过热汽温具有大惯性、大滞后的特点，并且动态特性随机组负载变化而变化，运行过程中扰动多、难控制。当控制对象很复杂的情况下，常规PID控制器已经不太能满足控制要求了，为提高对复杂系统的控制性能，本文介绍了一种模糊PID控制器。文章针对这种情况，研究了模糊-PID复合控制算法,并针对某火

2、电厂燃煤锅炉过热蒸汽温度进行了仿真研究。在分析蒸汽温度系统工作过程、调节对象及其动态特性的基础上,构建了系统的结构模型；在对火电厂过热汽温控制对象特点分析的基础上，结合模糊控制动态特性好的特点，提出了一种模糊-PID控制设计方法。它将PID控制与模糊控制的简便性、灵活性以及鲁棒性融为一体，构造了一个自适应模糊PID控制器。此控制器的比例系数、积分系数、微分系数可根据模糊推理规则进行在线调整。本文比较了PID控制和模糊控制的异同，结合两者各自在控制方面的优点，设计出符合整套控制系统的模糊-PID控制器。本文以

3、误差和误差变化率为输入，利用模糊推理的方法实现了对参数的在线自动整定，并且在MATLAB环境下对该控制器进行了设计和仿真。从仿真结果可以看出,参数自整定模糊控制器控制效果优于传统控制器,提高了系统的动态性能。关键词：过热蒸汽温度；传统PID控制器；模糊-PID控制器；仿真27AbstractPowerplantsperformthermalprocessautomation,whichmakesmachinerunsafely,steadilyandeconomically.Boilersarethemos

4、timportantproductionequipmentinthepowerplants.Theoverheatingsteamtemperatureisoneoftheimportantqualitystandards.Whenthecontrolledobjectsbecomecomplicate,thecontrolaccuracyandrobustnessofthenormalPIDdecrease.ThispaperdesignafuzzyPIDcontrolinordertoimproveth

5、esystemperformanceforcomplexsystemsinwhichthenormalPIDcontrollerisnotsuitableinsuchcase.ThepaperstudiedtheintegratedcontrolarithmeticofFuzzy-PIDfortheaboveproblemsandmadeasimulationinover-heatedsteamtemperaturesystemofathermalpowerstation.Onthebasisofanaly

6、zingtheoperatingprocess,adjusted-objectandtheirdynamiccharacteristicsoftheover-heatedsteamtemperaturesystem,thesystem’sstructuremodelswereestablished.Adesignschemeofintegratedfuzzyserialcontrolsystemwaspresentedthegooddynamiccharacteristicoffuzzycontrolbas

7、edontheanalysisofthecharacteristicofover-heatedsteamtemperatureofthermalpowerstation.Aself-adjustingPIDcontroller,whichhassimplerstructureandhigherrobustness,isbuiltwhenFuzzylogiccontrollerandPIDcontrollerarecombinedtogetherappropriately.Theproportional,in

8、tegralanddifferentialgainsoftheself-adjustingPIDcontrollerareadjustedonlinebasedonfuzzyinferencerules.ThispaperemphasizessimilaritiesanddifferencebetweenthePIDcontrolandthefuzzycontrol,combinedtheadvantagesof