韓博

火力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)應(yīng)用集散控制系統(tǒng)后，使發(fā)電機(jī)組的“自動(dòng)投入率”等控制指標(biāo)得到了較大提高。然而，很多發(fā)電廠仍然沿襲傳統(tǒng)的PID控制模式，使控制品質(zhì)并沒有得到明顯提高。例如很多火電廠的鍋爐主蒸汽溫度等控制系統(tǒng)。也很難控制在確定的目標(biāo)范圍內(nèi)。在模糊控制的基礎(chǔ)上，將模糊控制與傳統(tǒng)PID結(jié)合得到的自適應(yīng)PID控制器則能夠在火電廠主汽溫控制系統(tǒng)中的更加良好效果。

1火電廠主汽溫控制系統(tǒng)介紹

主蒸汽溫度控制的任務(wù)是維持過熱器出口溫度在允許的范圍之內(nèi)，并保護(hù)過熱器，使其管壁溫度不超過允許的工作溫度。過熱蒸汽溫度是鍋爐汽水系統(tǒng)中的溫度最高點(diǎn)。如果過熱蒸汽溫度偏低，則會(huì)降低發(fā)電機(jī)組能量轉(zhuǎn)換效率；而且汽溫偏低會(huì)使汽輪機(jī)尾部蒸汽濕度增大，嚴(yán)重影響汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。

過熱蒸汽溫度串級控制系統(tǒng)由主參數(shù)、副參數(shù)、主調(diào)節(jié)器、副調(diào)節(jié)器、主回路、副回路、主對象和副對象組成。串級控制系統(tǒng)具有很強(qiáng)的克服內(nèi)擾的能力、提高系統(tǒng)的工作頻率和有一定的自適應(yīng)能力等特點(diǎn)。

2PID控制與模糊控制

在工業(yè)控制中，PID控制一直都被廣泛應(yīng)用。PID控制器算法和結(jié)構(gòu)比較簡單，不要求精確的數(shù)學(xué)模型，并且其控制效果比較理想。此外，對于受控對象特性的稍許變化，PID控制性能指標(biāo)不是很敏感，這極大地保證了系統(tǒng)調(diào)節(jié)的有效性。PID調(diào)節(jié)可用于補(bǔ)償系統(tǒng)使之達(dá)到大多數(shù)品質(zhì)指標(biāo)的要求。因此，PID調(diào)節(jié)是工業(yè)領(lǐng)域最廣泛應(yīng)用的基本控制方式。

模糊控制具有許多傳統(tǒng)控制無法與之比擬的優(yōu)點(diǎn)，其中主要有：不需要掌握過程的精確數(shù)學(xué)模型；為一種非線性控制方法，工作范圍寬，特別對復(fù)雜，非線性系統(tǒng)，其控制效果比PID控制的效果好等。

火電廠主蒸汽溫度控制系統(tǒng)中的控制對象本身就具有滯后大和慣性大的特性，并且主蒸汽溫度變化的原因很多。采用模糊控制的方法可以有效的克服復(fù)雜系統(tǒng)的非線性和不確定特性。但是模糊控制系統(tǒng)的控制作用較粗糙，使得穩(wěn)態(tài)控制精度較低。將模糊控制技術(shù)與常規(guī)PID控制相結(jié)合構(gòu)成模糊控制與PID復(fù)合控制系統(tǒng)，集兩種控制策略的優(yōu)點(diǎn)，既改善了常規(guī)控制的動(dòng)態(tài)過程又保持了常規(guī)控制的穩(wěn)態(tài)特性，會(huì)取得很好的效果。

3模糊PID控制器的仿真研究

模糊PID復(fù)合控制指的是模糊技術(shù)與常規(guī)的PID控制算法相結(jié)合的控制方法。

圖1為模糊自適應(yīng)PID和常規(guī)PID仿真比較曲線圖。模糊自適應(yīng)PID通過輸入偏差和輸入偏差變化率，在線自動(dòng)調(diào)整PID參數(shù)，從而達(dá)到良好的控制效果。模糊自適應(yīng)PID對系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)精度都有很好的提高。PID控制穩(wěn)態(tài)輸出值=0.99979，模糊自適應(yīng)PID控制穩(wěn)態(tài)輸出值=0.99996。

由仿真圖可知，對于控制精度要求高的控制系統(tǒng)選用模糊自適應(yīng)PID參數(shù)控制器是很好的選擇。

4結(jié)語

本文介紹了模糊控制和PID控制，并將兩種方法結(jié)合起來設(shè)計(jì)了自適應(yīng)PID控制器，仿真結(jié)果表明模糊自適應(yīng)PID控制器在火電廠主汽溫控制系統(tǒng)中有良好的效果，具有較強(qiáng)的自適應(yīng)性和魯棒性。