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      模糊控制在直流爐給水系統(tǒng)中的應用

      2015-04-07 10:55:40王欲平梁偉平董麗靜
      科技視界 2015年9期
      關鍵詞:模糊控制

      王欲平 梁偉平 董麗靜

      【摘 要】給水控制系統(tǒng)是一個非常復雜且多變量的對象,給水控制的品質好壞與否直接關乎機組的安全性和經濟性。雖然前人對于給水控制已做了大量的研究,整個給水控制系統(tǒng)相對已經比較完善,但先進的自動控制理念的出現(xiàn),使得控制效果仍有可提升的空間。本文采用粒子群算法對600WM機組建模,在中間點溫度控制的基礎上,對給水控制的校正回路引入模糊控制的方法,與原來PID串級控制效果進行比較得出相關結論。

      【關鍵詞】超臨界直流鍋爐;中間點溫度;模糊控制

      0 引言

      給水控制系統(tǒng)作為直流鍋爐控制系統(tǒng)中的一個非常重要子系統(tǒng),關系著整個機組的安全、穩(wěn)定運行。同時對提高機組效率與降低設備損耗有著重要的作用,積極研究直流鍋爐給水控制有著重要的意義。當常規(guī)控制無法得到滿意的控制效果,從而要想獲得精確的數(shù)學模型、使用先進的控制理念。

      目前對中間點溫度的控制方案主要有兩種:一種是通過修正給水流量來控制;另一種是通過修正給煤量來控制[1]。修正給水量控制可以快速調節(jié)中間點溫度,使中間點溫度偏差保持在較小范圍內。對于數(shù)學模型比較明確,沒有外界參數(shù)干擾影響的系統(tǒng)來說,PID控制無疑有著很好的控制效果。然而在實際運行過程中, PID控制器對工況變化的響應速度就會受到影響,優(yōu)勢也就無法得到充分的發(fā)揮了。模糊控制能克服這樣的缺點。

      1 基于PSO建立給水模型

      PSO 中,每個優(yōu)化問題的潛在解都是搜索空間中的一只鳥,稱之為粒子。所有的粒子都有一個由被優(yōu)化的函數(shù)決定的適值( fitness value) ,每個粒子還有一個速度決定它們飛翔的方向和距離。然后粒子們就追隨當前的最優(yōu)粒子在解空間中搜索[2]。

      將被控對象傳遞函數(shù)帶入,得到擬合出的給水系統(tǒng)模型,如圖3所示:

      2 模糊控制器實現(xiàn)

      模糊推理系統(tǒng)的基本結構由四個重要部件組成見圖4:知識庫、推理機制、模糊化輸入接口與去模糊化輸出接口。知識庫又包含模糊IF-THEN規(guī)則庫和數(shù)據(jù)庫。規(guī)則庫(rule base)中的模糊規(guī)則定義和體現(xiàn)了與領域問題有關的專家經驗或知識,而數(shù)據(jù)庫中包含了與模糊控制規(guī)則以及模糊數(shù)據(jù)處理的有關各種參數(shù),其中包括尺度變換參數(shù)、模糊空間參數(shù)分割和隸屬函數(shù)的選擇等[3]。

      由文獻[4]可知三種不同工況下給水擾動給中間點溫度的關系:

      3 優(yōu)化仿真

      如圖3我們將中間點溫度偏差修正給水流量的PID控制器,采用模糊控制器來加以改進。系統(tǒng)做定值階躍擾動,仿真時間為500s,仿真結果如圖8所示:

      由仿真結果圖9可知,采用PID控制方法,中間點溫度的超調最明顯高于模糊控制,振蕩加劇,調節(jié)時間稍短,但釆用模糊控制方法的魯棒性明顯優(yōu)于PID控制,曲線更加平緩。

      【參考文獻】

      [1]張秋生,梁華.超超臨界機組的兩種典型協(xié)調控制方案[J].中國電力,2011,44(10):74-79.

      [2]Kennedy J, Eberhart R. Particle swarm optimization [C]// Proceedings of the 4th IEEE International Conference on Neural Networks, Piscataway: IEEE Service Center, 1995:1942-1948.

      [3]李國勇,楊麗娟.神經·模糊·預測控制及其MATLAB實現(xiàn)[M].電子工業(yè)出版社,2013.

      [4]谷俊杰,秦達飛,曹曉威,王丕洲,李偉,陳順青.超臨界鍋爐中間點溫度增益切換控制方法[J].中國電機工程學報,2014,34(14):2275-2280.

      [責任編輯:湯靜]

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