锅炉压力控制系统模糊控制的研究.pdfVIP

精密制造与自动化 2017年第1期 锅炉压力控制系统模糊控制的研究 朱清智申一歌 (河南工业职业技术学院机电自动化学院河南南阳473000) 摘要 以锅炉压力控制系统为研究对象，利用MATLAB／RTWT搭建了锅炉压力控制系统的实时仿真模型，设 计了离散论域的模糊控制器，对锅炉压力控制系统进行模糊PID控制算法仿真。实验结果表明，改进后的模糊 PID控制器可以缩短调节时间、减小超调量，控制效果优于常规PID控制器。 关键词锅炉压力控制系统模糊控制器PID控制器 近年来，我国工业锅炉的数量越来越多，而锅 论域的模糊控制器，采用离线计算、在线查表的方 炉自动化水平比较落后，运行控制的问题明显。目 式满足实时控制的要求。锅炉压力的模糊控制系统 前，锅炉压力控制系统多采用PID控制和双位控制， 结构如图2所示。图中压力给定值为p，压力的误 而PID控制器在整定一组P、I、D的参数时一般采 差为e，压力误差的变化率为△P，控制变量为u。 用人工试凑的方法，当锅炉运行特性发生变化时， 固化的P、I、D参数很难满足压力控制精度的要 求。本文利用MATLAB／RTWT搭建锅炉压力控制 系统的实时仿真模型，设计了离散论域的模糊控制 器，对锅炉压力控制系统进行实验研究。 图2 锅炉压力模糊控制系统结构 1 搭建锅炉压力控制系统的实时仿真模型 锅炉压力模糊控制系统的设计过程如下： 建立锅炉压力控制系统的实时仿真模型如图1 1)输入／输出变量论域的离散化 所示。其中，各模块的功能为：模拟量输入模块m 设压力的误差e实际论域为e∈[_30，30】，压力 采集压力信号，输入到系统中，输出为对应的电压 误差的变化率△P，实际论域为Ae∈[．15．15]，控制 值；滤波变换子系统对压力信号进行滤波并变换为 变量u的实际论域为u∈[0，i】。P，Ae，u论域离散 压力值；控制器子系统加入某种算法，依据输入值 化后的内部论域e’，Ae+，u均为{--6，一5，一 输出相应的占空比；PWMGen依据时钟和占空比生 成PWM信号；数字量输出DO中Simulink的控制差P，误差变化率△e，控制变量u尺度变换的比例因 数据由此模块输出，控制三相固态继电器通断，从 子虬，恐，蚝分别为： 而控制锅炉系统的压力值。 蚝=云=0．2，恐=素=0．4， 母 ／(3=去=o．0835 (1) 2)模糊集合及其隶属函数表定义 对e’，Ae’，“幸进行模糊分割，其中P’分割为八 莓 个模糊集合日，邑，…，民，分别表示正大PL；正中 马可 PM；正小PS；正零PZ；负零NZ；负小^西；负中NMI 图1 锅炉控制系统的实时仿真模型 负大NL；将△P+分割为七个模糊集合 △日，△岛，…，△易，分别表示PL，PM,PS，Z，NS， 2模糊控制器的设计与实现 NM,NL；将“木也分割为七个模糊集合仉，％，…，西， 对于锅炉压力实时控制系统，本文设计了离散 分别表示咒，PM,PS，Z，NS，NM,NL。 17 万方数据 精密制造与自动化