煤粉制备系统中一种模糊PID控制器设计与实现.pdfVIP

陶 辉 吴怀宇 教育部冶金自动化与检测技术工程研究中心 武汉430081） 摘要 针对某矿业公司多输入、多输出的煤粉制备系统难以进行精确的数学建模、动态描述等特点，设计了一种 ， 基于模糊控制和PID 技术的模糊PID 控制器。首先通过解析典型响应曲线各个阶段为取得良好的控制性能 PID 参 数与控制过程中系统误差、误差变化率之间的关系，建立模糊控制规则，并为各模糊子集选用三角形隶属度函数，完 成该控制器的设计。再通过拟设计的控制器与常规PID 控制器对磨煤机入口负压进行对比实验研究，验证了该控 制器 好的动、静态性能。 关键词 煤粉制备系统 模糊PID 控制器 模糊控制规则 糊PID 控制器的仿真模型，并选取磨煤机入口负压 1 引言 作为研究对象，仿真对比分析了该控制器的性能。 矿业公司的煤粉制备是一个具有大惯性、纯滞 2 磨煤机控制模型分析 后和非线性等特点的复杂控制过程，该过程中设备 [1 ，2] 磨煤机制粉控制系统是一复杂的多输入多输出 生产工况变化易造成负荷的非线性特性 。面对该 非线性、多耦合的变负载系统，传统控制算法如PID MIMO ）系统。输入变量选取热风量、 环风量、给煤 对精确数学模型有一定的依赖性、且不能及时克服 量，输出变量选取磨煤机出口温度、入口负压、负荷。 非线性系统中的扰动和保证控制系统良好的性能。 考虑到磨煤机负荷的测量 为困难，拟采用磨煤机 高精度、高速、高动态品质控制算法的设计显得尤为 出入口之间差压或震动量间接代替。据此，可以将磨 [3 ，4] 模糊控制 煤机制粉控制系统近似为一三入三出系统，其对象 重要 ，如基于模糊逻辑的模糊控制器， FC ）以控制专家对系统的知识和经验为依据，有着 特性传递函数矩阵表示如下： 杉 煽 杉 煽 杉 煽 山 衫 山 衫 山 ） ） s ） u 比常规控制系统更好的稳定性和更强的顽健性，且 山 t 衫 山 g11 s g12 s g13 衫 山 1 衫 衫 山 衫 山 衫 山 衫 山 衫 山 衫