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自寻优多模式模糊逻辑控制算法在水泥窑 ，分解炉温度控制中的应用 舍肥水泥研究设计院王德富邱文斗 一，鄂曹 分解炉是水泥窑外分解生产线的关键和核心设备，分解炉的温度控制是水泥工业自动 控制的主要任务之一，温度控制得好坏直接影响分解炉内物料的煅烧。分解炉的温度过低， 物料的分解率低，窑内煅烧困难}而温度过高，物料的分解率虽然高，但易造成物料烧结 和预热器堵塞，从而影响整个工艺生产线的正常运行一 煤粉在分解炉内燃烧存在一个极限工作点，在极限点之前，煤粉燃烧释放的热量随着 喂煤量的增加而增加，在极限点之后，释放的热量随着喂煤置的增加而减少，燃烧不完全， 多余的煤粉随气流窜到五级筒及四级筒里燃烧．造成能源浪费和预热器堵塞。分解炉出口 温度是分解率的物理间接表征，分解炉温度控制的目的．就是要保证出口温度稳定，使物 料达到较高的分解率，以便在窑中易于烧成，从而提高窑的产量和熟料质量i并使煤粉充 分燃烧，减少耗煤量，提高热效率。然而影响分解炉出口温度的因素较多，如喂料量的波 动、物料的预热情况、物料的化学成分、三次风的温度及风量、窑尾温度、煤的燃烧值、煤 粉的细度等，可是其绝大部分参数难于直接检测，所以说该系统是一个多参数时变非线性 系统，采用一般的PID调节器虽然在短时间内可能达到控制要求，但在诸参数发生扰动时， 却易造成超调或响应时阃较长，影响正常的工艺生产，因此必须寻求更加行之有效的、比 较理想的控制方法。 二，分解炉温度控制算法的研究 1．模糊逻辑控制算法 ‘ 模糊逻辑算法是基于Zad“的Max—Min推理，利用一种输入输出变量模糊子集的定义 方法和一种实用的隶属函数的定义方式。模糊控制是用语言归纳操作人员的控制策略，运 用语言变量和模糊集合理论形式控制算法，它不需要建立控制对象精确的数学模型，从而 避开了系统的不确定性、不精确性及非线性的影响，这种模糊控制算法，对输人的基本论 域为纂一确定的范围，则具有较强的鲁棒性。目前模糊逻辑控制还投有褥到象PID控制器 那样的广泛应用，究其主要原因是因为用于指导模糊逻辑控制系统设计的具有实用性的原 则很少，对模糊控制器的理论研究还不充分，设计时对诸如为每个变量选多少模糊子集，每 个模糊子集的隶属函数具有什么形状，闭环控制的性髓同控制规则和模糊子集的定义有什 么样的关系等问题在理论上尚无依据，可以说缺少一个设计模糊逻辑控制系统的一般理论 指导，难于将自控系统的性能指标直接用于模糊逻辑控制系统的设计，这样就要求模糊控 制系统本身的调试整定方法根简捷，在具体实施模糊逻辑控制系统的过程中要通过在线大 量的调试，根据现场总结的经验，确定每个模糊子集的隶肩函数以及控制规则，才使系统 429 性能达到要求。现有的模糊逻辑控翻算法大多是不便于调整的，如当今应用得较多的那种 离赦式查表算法调整就比较困难，量化园子和比例因子的调试仅能按比倒地调整。在实践 中，对于一些复杂的工业过程，很难总结出较完整的经验，并且当对象运行特性发生变化， 或者受到随机干扰时都会影响到模糊控制的效果。例如系统输入论域发生变化或输人的基 本论域是一个变量时，采用普通模糊控制器就很难得到理想的控制效果。 2．多模式模糊控制算法 解决常规模糊控制存在的问题，目前有多模式模橱控制、模糊变结构控制、自适应模 糊控制、模糊预测控制等，但这些智能控制有其各自的特点和使用范围。多模式模糊控倒 其控制规则不是由控制表确定，而是把输入信号偏差论域x和信号变化率论域s经离散化 与模糊化后得到模糊集合^和矗，然后由下面的公式确定t t为控制参数个数) 式中Aii——属予论域X的模糊子集} B自一属于论域S的模糊子集I 4广一为系数，嘶∈(O，1)· 砜——为输出论域y子集。 。【，ii共有，个独立的模糊子集，刚在输出论域上采用重心法； U。=】和配缸)￡，i／j牵奶“) 式中砌“)——属于模糊子集砜的隶属函数} 、、肚‰——属于模糊子集A的隶属函数I 弘Bij——属于模糊子集占¨的隶属函数I c，。——为多模式模糊控制输出。 调整自即可改变控制规则。q实际上是对信号僵差集合A和偏差变化事集合B的加权 程度。鳓加大