【正文】 迎。在第二步整定的基礎(chǔ)上，增大Td，同時(shí)響應(yīng)地改變比例系數(shù)和積分時(shí)間常數(shù)，逐步試湊，以獲得滿意的調(diào)節(jié)效果和控制參數(shù)[10]。整定時(shí)，先置積分時(shí)間常數(shù)Ti為一較大值，并將第一步整定得到的比例系數(shù)略為減小，然后減小積分時(shí)間常數(shù)，使在保持系統(tǒng)良好動(dòng)態(tài)性能的情況下，靜差得到消除。1）首先只整定比例部分。增量型PID控制的公式為： (313) 如令 ， ， ?？刂贫榷x為：數(shù)字控制系統(tǒng)與對(duì)應(yīng)的模擬控制系統(tǒng)誤差平方的積分之比，即控制度 （312）控制度表示數(shù)字控制相對(duì)模擬控制效果，數(shù)字控制與模擬控制效果相同；當(dāng)控制度為2時(shí)，數(shù)字控制比模擬控制的質(zhì)量差一倍。選擇采樣周期T，一般考慮以下因素：1）采樣周期應(yīng)比對(duì)象的時(shí)間常數(shù)小得多；2）采樣周期應(yīng)遠(yuǎn)小于對(duì)象擾動(dòng)信號(hào)的周期；3）當(dāng)系統(tǒng)純滯后占主導(dǎo)地位時(shí)，應(yīng)按純滯后大小選擇T；4）考慮執(zhí)行器的響應(yīng)速度，T應(yīng)大于執(zhí)行器的響應(yīng)速度；5）采樣周期的下限是完成采樣、運(yùn)算和輸出所需要的時(shí)間。積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間常數(shù)Ti ，Ti 越大，積分作用越弱，反之越強(qiáng)。系統(tǒng)由模擬PID控制器和被控對(duì)象組成。最重要的是，如果PID控制器不能控制復(fù)雜過(guò)程，無(wú)論怎么調(diào)參數(shù)都沒(méi)用。PID控制由比例環(huán)節(jié)（P）、積分環(huán)節(jié)（I）和微分環(huán)節(jié)（D）組成。測(cè)量關(guān)心的變量，與期望值相比較，用這個(gè)誤差糾正調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的響應(yīng)。 自從計(jì)算機(jī)進(jìn)入控制領(lǐng)域以來(lái)，用數(shù)字計(jì)算機(jī)代替模擬計(jì)算機(jī)調(diào)節(jié)器組成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，不僅可以用軟件實(shí)現(xiàn)PID控制算法，而且可以利用計(jì)算機(jī)的邏輯功能，使PID控制更加靈活。當(dāng)該系數(shù)選擇時(shí)，即取其隸屬函數(shù)時(shí)，就是重心法。最大隸屬度法這種方法最簡(jiǎn)單，只要在推理結(jié)構(gòu)的模糊集合里取隸屬度最大的那個(gè)元素作為輸出即可。本論文中采用的是重心法來(lái)進(jìn)行清晰化計(jì)算[8]。 最終結(jié)論是由綜合推理結(jié)果，…，得到的，即 （34）其中表示max。 對(duì)建立的模糊控制規(guī)則要經(jīng)過(guò)模糊推理才能決策出控制變量的一個(gè)模糊子集,因而模糊推理在模糊控制過(guò)程中也是很重要的一個(gè)組成部分。模糊控制規(guī)則的建立是非常重要的，規(guī)則是否正確地反映操作人員和有關(guān)專家的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，是否能適應(yīng)被控對(duì)象的特性，直接關(guān)系到整個(gè)控制器的性能和控制效果。當(dāng)隸屬度函數(shù)比較窄瘦時(shí)，控制較靈敏；反之，控制較粗略和平穩(wěn)。 基本模糊子集的錄屬函數(shù)定義根據(jù)論域?yàn)殡x散和連續(xù)的不同情況，隸屬度函數(shù)的描述也有如下兩種方法。但模糊分割不可太細(xì)，否則，需要確定太多的控制規(guī)則，除了工作量相當(dāng)大外，還容易出現(xiàn)控制規(guī)則彼此矛盾、很難糾正和影響過(guò)程控制效果的情況。不均勻和不對(duì)稱的模糊劃分，使得模糊控制器有更靈活的非線性特性，以適應(yīng)對(duì)象的各種特性。 I/O空間的模糊劃分 I/O空間的模糊劃分是指輸入輸出語(yǔ)言變量的論域上定義了多少個(gè)基本模糊子集，換言之，即每個(gè)語(yǔ)言變量的辭集定義多少個(gè)語(yǔ)言值。 與量化因子進(jìn)行論域變換相對(duì)應(yīng)，需要通過(guò)比例因子才能將經(jīng)過(guò)模糊控制器運(yùn)算后的結(jié)果[，]變換成輸出量[，]。在模糊控制器中，一般可以將誤差、誤差變化率作為模糊控制的輸入量。 模糊控制器的作用過(guò)程，是將控制偏差等精確量模糊數(shù)學(xué)化為模糊量，然后，根據(jù)基于語(yǔ)言控制規(guī)則或操作經(jīng)驗(yàn)提取的模糊控制規(guī)則，經(jīng)推理得到控制作用的模糊量，最后，采用一定的清晰化算法，將模糊控制量換算為精確控制量輸入給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而完成系統(tǒng)的模糊作用過(guò)程。（4）清晰化。語(yǔ)言控制規(guī)則標(biāo)記控制目標(biāo)和領(lǐng)域?qū)＜业目刂撇呗?。本單元可視為模糊集合的?biāo)記。圖31 模糊控制系統(tǒng)框圖模糊控制器的基本結(jié)構(gòu)如圖31虛線框中所示。 模糊控制系統(tǒng)是以模糊數(shù)學(xué)、模糊語(yǔ)言形式的知識(shí)表示和模糊邏輯的規(guī)則推理為理論基礎(chǔ)，采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)構(gòu)成的一種具有反饋通道的閉環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)字控制系統(tǒng)。一般的模糊控制是一種基于模糊控制規(guī)則的控制。一方面，模糊控制提出一種新的機(jī)制用于實(shí)現(xiàn)基于知識(shí)甚至語(yǔ)義描述的控制規(guī)律；另一方面，模糊控制為非線性控制器提出一個(gè)比較容易的設(shè)計(jì)方法，尤其是當(dāng)受控裝置含有不確定性而且很難用常規(guī)非線性控制理論處理時(shí)，更為有效。再熱器結(jié)構(gòu)：再熱器為一級(jí)，分為低溫段和高溫段，兩段之間無(wú)聯(lián)箱，其低溫段位于豎井煙道一級(jí)過(guò)熱器的下部，高溫段為混合式懸掛于水平煙道中。綜上所述，對(duì)于擺動(dòng)燃燒器再熱器調(diào)溫自動(dòng)控制系統(tǒng)，調(diào)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響取為熱量q1(s)對(duì)出口焓i2(s)擾動(dòng)型的傳遞函數(shù)，其表達(dá)式如式(23)。通常取熱電偶傳遞函數(shù)： (22)綜上所述，對(duì)于煙氣再循環(huán)再熱器調(diào)溫自動(dòng)控制系統(tǒng)，調(diào)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響取為熱量q1(s)對(duì)出口焓i2(s)擾動(dòng)型的傳遞函數(shù)。煙氣再循環(huán)調(diào)節(jié)再熱器的汽溫，其原理是利用尾部低汽溫?zé)煔庵胤禒t膛，從而降低了爐膛溫度，增加了低溫?zé)煔鈱?duì)流受熱擾動(dòng)，加強(qiáng)了對(duì)流受熱面的換熱能力，繼而改變了爐膛各部分的吸熱量分配。這是因?yàn)樵谠贌嵩O(shè)備中應(yīng)用噴水減溫會(huì)增加再熱蒸汽流量，使汽輪機(jī)的中、低壓部分功率比例增大，從而降低了熱力循環(huán)的效率。在汽輪機(jī)負(fù)荷下降時(shí)，再熱器的進(jìn)口汽溫也隨著降低。三、工況變化對(duì)再熱汽溫影響大當(dāng)運(yùn)行的工況變化時(shí)，會(huì)造成受熱面的吸熱量和蒸汽焓增的發(fā)生相應(yīng)變化，這一特性便于煙氣調(diào)溫。這就是通常的再熱器超溫管爆的主要原因。所以高壓機(jī)組普遍采用中間再熱，以保證汽輪機(jī)末級(jí)蒸汽濕度在許可范圍內(nèi)（從圖22中由于干度XdXe，所以d點(diǎn)干度提高）。蒸汽經(jīng)過(guò)再熱，提高了溫度，增加了焓值。如果再熱溫度和壓力選擇得當(dāng)，將使循環(huán)熱效率提高，同時(shí)對(duì)汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率也產(chǎn)生有利的影響。低壓缸中壓缸凝汽器高壓排氣低壓排氣鍋爐高壓缸中壓缸排氣新汽再熱汽給水泵冷卻水圖21 蒸汽循環(huán)圖如果不采用中間再熱方式，在提高蒸汽初壓的情況下，要保證汽輪機(jī)末級(jí)蒸汽干度在允許范圍內(nèi)，就必要大大題提高蒸汽初溫。第二章 再熱汽溫系統(tǒng)概述本章主要從再熱蒸汽的焓熵分析、再熱器特點(diǎn)、再熱器調(diào)溫方式和再熱器不同調(diào)溫結(jié)構(gòu)下其動(dòng)態(tài)特性對(duì)再熱器進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，建立再熱汽溫控制數(shù)學(xué)模型。針對(duì)再熱汽溫大慣性、時(shí)變、非線性和具有自平衡能力等特性。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)工業(yè)過(guò)程控制的要求也越來(lái)越高，不僅要求控制的快速性、精確性和可靠性，而且還注重控制的實(shí)時(shí)性、容錯(cuò)性、魯棒性以及對(duì)控制參數(shù)的自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)能力。當(dāng)汽溫過(guò)低時(shí)，會(huì)降低機(jī)組熱循環(huán)效率，同時(shí)使通過(guò)汽輪機(jī)最后幾級(jí)葉片的濕度增加，引起葉片的磨損，影響汽輪機(jī)安全運(yùn)行。目前，國(guó)內(nèi)的火電200MW以上機(jī)組大都配備了中間再熱系統(tǒng)。我國(guó)使用的再熱機(jī)組已有40多年的歷史，迄今為止已有約600臺(tái)再熱機(jī)組在運(yùn)行。智能控制(Intelligent Control，IC)是指人們應(yīng)用人工智能(Artificial Intelligent，AI)的理論和技術(shù)及運(yùn)籌學(xué)的優(yōu)化方法與控制理論的方法和技術(shù)相結(jié)合，在未知環(huán)境下，仿效人類的智能，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制。二、再熱汽溫調(diào)節(jié)存在著被調(diào)節(jié)量的非確定性再熱蒸汽溫度對(duì)象的不確定性主要來(lái)自以下干擾源：（1）負(fù)荷變化時(shí)，燃料供應(yīng)量也是變化的，再熱器吸熱量是變化的，主蒸汽和再熱器的流量也隨之變化；（2）負(fù)荷基本不變時(shí)，由于燃燒工況變化及制動(dòng)系統(tǒng)切換和停啟，導(dǎo)致再熱器的吸熱量變化；（3）給水壓力、溫度或流量變化時(shí)，噴水減溫效果也是變化的。目前，我國(guó)哈爾濱鍋爐廠正加緊研制和開發(fā)單機(jī)容量為1200MW超大型單爐直流式火力發(fā)電機(jī)組。 Fuzzy control。 仿真結(jié)果表明，再熱汽溫FuzzyPID控制系統(tǒng)不依賴被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，控制效果好于再熱汽溫常規(guī)PID控制系統(tǒng)，這有利于火電廠實(shí)現(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)、可靠、優(yōu)化和環(huán)保的要求，具有廣闊的應(yīng)用前景。由于再熱器具有大慣性、非線性、時(shí)變、多變量和有自平衡能力等特點(diǎn)，如何提高再熱汽溫的控制效果，是熱工過(guò)程控制領(lǐng)域的重要研究課題。再熱汽溫的相對(duì)穩(wěn)定在火電廠安全性和經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行中有著重要的作用。其主要目的是使PID控制和模糊控制的優(yōu)勢(shì)結(jié)合、互補(bǔ)，探索進(jìn)一步提高再熱汽溫控制質(zhì)量的有效途徑。 PID control。近年來(lái)200MW~300MW已是我國(guó)主流熱力火力發(fā)電機(jī)組，600MW~800MW大機(jī)組在將來(lái)一段時(shí)期新興工程的重頭項(xiàng)目。一、再熱器溫度控制系統(tǒng)存在不足（1）再熱器溫度的煙風(fēng)擋板存在流量分配非線性；（2）減溫水噴水調(diào)節(jié)再熱器出口汽溫滯后；（3）再熱氣溫調(diào)節(jié)變量存在耦合。采用PID 控制時(shí)，因PID 控制器的參數(shù)難以自動(dòng)調(diào)整，達(dá)不到火電廠中對(duì)再熱汽溫實(shí)時(shí)控制的要求。智能控制作為一種新的控制方法，近年來(lái)已廣泛應(yīng)用到了鍋爐再熱蒸汽溫度控制中[2]。為了降低發(fā)電成本、響應(yīng)節(jié)能減排的環(huán)保政策，提高火電廠的熱循環(huán)效率。同時(shí)，汽溫過(guò)高還會(huì)使汽輪機(jī)前幾級(jí)葉片的機(jī)械強(qiáng)度，降低汽輪機(jī)的使用壽命，還會(huì)引起汽輪機(jī)內(nèi)部過(guò)度的熱膨脹，嚴(yán)重影響生產(chǎn)運(yùn)行的安全。一般要求再熱汽溫的波動(dòng)范圍不得超過(guò)額定值5℃~+5℃。仿真結(jié)果表明：同常規(guī)PID 控制器相比，模糊PID 控制器可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)再熱汽溫等復(fù)雜對(duì)象的在線控制, 并將快速性、穩(wěn)定性統(tǒng)一起來(lái)，具有極強(qiáng)的魯棒性和抗干擾性[4]。具體做了以下內(nèi)容:1） 查閱相關(guān)資料，了解再熱器相關(guān)知識(shí)，熟悉