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中儲(chǔ)式球磨機(jī)制粉系統(tǒng)的復(fù)合控制
時(shí)間:2014-07-22 10:17:02
河南興邦重工機(jī)器有限公司
閱讀:402
中儲(chǔ)式
球磨機(jī)
制粉系統(tǒng)的復(fù)合控制目前國(guó)內(nèi)絕大部分火電廠中
,球磨機(jī)的運(yùn)行仍處于人為判斷和手工操作的原始狀態(tài)
。鋼球磨煤機(jī)是一個(gè)非線性、大滯后
、大慣性
、www.xkqmj.org強(qiáng)耦合和具有多種不確定性擾動(dòng)的多變量對(duì)象
,使用常規(guī)PID控制很難達(dá)到理想效果
。隨著模糊控制理論的發(fā)展
,模糊控制逐漸被用于這類對(duì)象的控制中,并取得了比較滿意結(jié)果
。然而
,對(duì)于多變量系統(tǒng)而言,由于模糊控制規(guī)則數(shù)太多
,采用模糊控制查詢表的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)會(huì)帶來(lái)很多不便
。而采用遞階模糊控制則可顯著地減少模糊控制規(guī)則數(shù),并能方便地應(yīng)用到實(shí)時(shí)控制中
。但是由于模糊控制器本質(zhì)上是一種PD控制器口
,缺乏積分環(huán)節(jié),導(dǎo)致系統(tǒng)有靜態(tài)誤差
,所以本文在遞階模糊控制器中加入了PID控制器
,以消除靜態(tài)誤差。將本文方法與傳統(tǒng)PID方法進(jìn)行仿真比較
,驗(yàn)證了所提出的控制方案的有效性
。 球磨機(jī)制粉系統(tǒng)的遞階模糊控制在模糊控制中,規(guī)則數(shù)與模糊集合中的元素個(gè)數(shù)及系統(tǒng)的變量個(gè)數(shù)有關(guān)
。隨著元素個(gè)數(shù)及系統(tǒng)的變量個(gè)數(shù)的增加
,模糊控制規(guī)則數(shù)的增加是迅速的,所以對(duì)于多輸入
、多輸出系統(tǒng)而言
,控制規(guī)則數(shù)將會(huì)非常多,對(duì)于工程實(shí)際而言
,控制將難以實(shí)現(xiàn)而應(yīng)用遞階結(jié)構(gòu)可有效地減少模糊控制規(guī)則數(shù)嘲
,有利于工程上的實(shí)現(xiàn),并且使系統(tǒng)具有很好的控制品質(zhì)
。對(duì)于球磨機(jī)制粉系統(tǒng)3輸入
、3輸出而言,若系統(tǒng)變量分別取為出口溫度
、入口負(fù)壓
、
制砂機(jī)
磨負(fù)荷及其各自的變化率,則共有6個(gè)系統(tǒng)變量
;若每個(gè)輸入量分為7個(gè)等級(jí)
,分別為負(fù)大、負(fù)中
、負(fù)小
、零
、正小、正中
、正大)
,則規(guī)則總數(shù)為76-117649條,這增加了模糊控制器設(shè)計(jì)和計(jì)算的復(fù)雜度
?div id="d48novz" class="flower left">
?紤]采用遞階結(jié)構(gòu)的模糊控制器,將模糊控制器分為2級(jí):第l級(jí)由3個(gè)并行的模糊控制器組成
,每個(gè)控制器有2個(gè)輸入變量
,即將出口溫度偏差及其變化率、入口負(fù)壓偏差及其變化率和磨負(fù)荷偏差及其變化率分別作為3個(gè)并行模糊控制器的輸入
;第2級(jí)為協(xié)調(diào)級(jí)
,實(shí)際上就相當(dāng)于一個(gè)解耦器,其輸入變量為前面3個(gè)模糊控制器的輸出
,共3個(gè)
。所以該遞階模糊控制器的規(guī)則總數(shù)為(3x7。) 7=490條
。pcl制砂機(jī)顯然
,通過(guò)遞階結(jié)構(gòu)將原來(lái)的117649條規(guī)則減少到了490條】,大大減少了模糊控制器設(shè)計(jì)和計(jì)算的復(fù)雜度
,有利于工程的實(shí)現(xiàn)
。 根據(jù)球磨機(jī)制粉系統(tǒng)的對(duì)象特性,本系統(tǒng)是輸入輸出系統(tǒng)
。系統(tǒng)的輸入變量為熱風(fēng)門(mén)開(kāi)度
、再循環(huán)風(fēng)門(mén)開(kāi)度和給煤量;系統(tǒng)的輸出變量為磨煤機(jī)出口溫度
、磨煤機(jī)入口負(fù)壓和磨煤機(jī)的負(fù)由于模糊控制器本質(zhì)上是一種PD控制器D缺少積分環(huán)節(jié)
,導(dǎo)致系統(tǒng)有靜態(tài)誤差,且在接近穩(wěn)態(tài)時(shí)易產(chǎn)生抖動(dòng)
,這是模糊控制的主要缺點(diǎn)
。而PID控制可以消除靜態(tài)誤差
。將兩者結(jié)合起來(lái)
,充分利用優(yōu)點(diǎn),會(huì)取得更好的控制效果
。遞階模糊PID復(fù)合控制器原理如圖6所示
,控制器包含遞階期階段采用了遞階模糊控制方案,球磨機(jī)繼承了模糊控制在大偏差時(shí)超調(diào)量小
,調(diào)節(jié)時(shí)間短
,具有良好控制效果的優(yōu)點(diǎn)
。在接近穩(wěn)態(tài)時(shí),由于控制方法的切換
,控制過(guò)程又具有了PID控制穩(wěn)態(tài)誤差小的優(yōu)點(diǎn)
,從而克服了模糊控制存在穩(wěn)態(tài)誤差且易產(chǎn)生抖動(dòng)的缺點(diǎn)。通過(guò)兩種控制方法之間的互相取長(zhǎng)補(bǔ)短
,最終使得控制效果達(dá)到令人滿意的程度
。
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興邦重工
球磨機(jī)
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