循环流化床锅炉主汽压的先进PID控制.pdfVIP

维普资讯 学兔兔 第2期 (总第147期) 机械 工程 与 自动 化 No．2 2008年 4月 MECHANICAL ENGINEERING AUTOMATION Apr． 文章编号：1672—6413(2008)02-0168-02 循环流化床锅炉主汽压的先进PID控制 王利杰，吕丽霞，董 琪 (华北电力大学X-业过程仿真与控制实验室，河北 保定 071000) 摘要：对循环流化床机组的主汽压控制系统进行了分析，并设计了一个先进PID控制器。它的特点是将PID控 制与模糊控制相结合，在PID控制的基础上，用模糊推理的方法对PID进行调节。仿真结果表明：模糊控制 器对其控制对象具有良好的控制性能 该控制方法可用于流化床锅炉燃烧系统等复杂过程的控制。 关键词：CFB锅炉；主汽压；模糊控制；PID 中图分类号：TK223．7 文献标识码：A 0 引言 相应的变化率 (五))对PID参数进行自动调节，结论 循环流化床燃烧技术具有燃料适用性好、效率高、 变量为比例系数K 、积分系数K 、微分系数K 的增 污染物排放少等优点，是一种洁净燃烧技术。至今，我 量。其调整规则如下： 国已有2 000多台35t／h～480t／h不同蒸发量的循环 Ri：if e(k)is E。and e (k)is AE ，then AK。is Fi， 流化床锅炉投入运行，总装机容量达到25 000MW。其 △K is Gi and AKd is H。 ( 一1，…，m) 中蒸发量在41Ot／h以上的高压和超高压中间再过热 其中： 为规则的条数；E 、△E 分别是以被调量偏差 循环流化床锅炉已有i00多台在建设和运行中。我国 及偏差变化率为论域的模糊子集；F 、G 、H 分别是以 已经成为世界上循环流化床锅炉台数最多、总装机容 比例系数、积分系数和微分系数细调量为论域的模糊 量最大的国家。CFB锅炉燃烧系统与常规煤粉炉相 子集。 比，不仅燃烧状况不同，而且增加了分离器、返料装 2．2 模糊规则 置，燃烧系统滞后大，各参数间耦合更为紧密，属于 模糊自适应PID控制器是在PID算法的基础上， 大滞后的多变量耦合系统，因此简单的PID调节难以 通过计算当前系统误差 和误差变化率 利用模糊 满足其控制要求。 规则进行模糊推理，查模糊矩阵表进行参数调整。 1 流化床锅炉被控对象的动态特性 将系统误差e和误差变化率 变化范围定义为模 流化床锅炉主蒸汽压力控制系统多采用串级控制 糊集上的论域：负大(NB)、负中(NM)、负小(Ns)、零 方式，主控参数为蒸汽压力，副控参数和操纵变量为 (Z)、正小(PS)、正中(PM)、正大(PB)。隶属度函数取 燃料量。当锅炉热负荷变化时，通过调节燃料量使料 分段线性函数，图1为模糊子集的隶属度函数。 床温度发生相应变化，从而改变锅炉的产汽量以维持 压力稳定。在燃烧率扰动及汽轮机采用液压调速系统 时，经现场辨识得到汽压被控对象的动态特性为： Gp(S)-- e。。。。 … … … … ．(1) 其中，静态增益K、惯性时间常数 、延迟时间r都是 随运行工况的不同而变化的参数。当锅炉负荷在 25 ～100 范围变化时，上述参数变化