【正文】 如圖 。本模糊控制器有兩個輸入，因此首先在 EDIT下選擇 Add input， 使系統(tǒng)變成兩個輸入、一個輸出。 500t/h CFB 鍋爐床溫模糊 PID 控制系統(tǒng)的設(shè)計 第 22 頁 共 50 頁 4 鍋爐床溫模糊控制系統(tǒng)仿真 MATLAB 最早在 1984 年推出了以矩陣運算為核心的線性系統(tǒng)的仿真和分析工具。 當(dāng)偏差、偏差變化分別取模糊集 A、 B時，輸出的控制量的變化 u根據(jù)模糊推理合成規(guī) 則可得： U=(A B)這里輸入、輸出變量所對應(yīng)的語言變量 E， EC 和 U 的語言值均取為 NB， NM， NS， ZE， PS，PM， PB 七個模糊子集。 31 語言變量，基本論域，模糊子集，模糊論域和量化因子 在設(shè)計過程中，選取這些變量的模 糊論域均為 [6 4 2 0 2 4 6]，選取相同的三角形隸屬函數(shù)如圖 。但是 Ts太小會增加 CPU的運 算工作量， 鍋爐床溫模糊控制器的詳細(xì)設(shè)計 500t/h CFB 鍋爐床溫模糊 PID 控制系統(tǒng)的設(shè)計 第 15 頁 共 50 頁 1965年 LA． Zadeh提出了模糊集合論，這就是模糊控制的產(chǎn)生基礎(chǔ)。 Ti 太小，積分作用強，系統(tǒng)將不穩(wěn)定； Ti 偏小，振蕩次數(shù)較多，超調(diào)量較大； Ti 太大，積分作用弱，對系統(tǒng)性能的影響減小； Ti 合適時過渡過程特性比較理想。 為了能夠在動態(tài)過程中通過模糊推理改變 PID 控制的各個參數(shù)，使得參數(shù)的改變建立在 扎實的理論和實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上。因此，比 例 +積分 (PI)控制器，可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。它的傳遞函數(shù)為： )*)*/(11()(/)()( STDsTIKPSESUSG ???? (31) 其中 kp 為比例系數(shù)； TI 為積分時間常數(shù)； TD 為微分時間常數(shù) 比例控制是一種最簡單的控制方式。 500t/h CFB 鍋爐床溫模糊 PID 控制系統(tǒng)的設(shè)計 第 13 頁 共 50 頁 綜上所述，模糊控制器實際上就是依靠微機（或單片機）來構(gòu)成的。模糊控制器的各部件組成如圖 所示。在以上的因素中，給煤量和風(fēng)量的配合調(diào)節(jié)是最重要的，保持合適的風(fēng)煤比是維持床溫的主要手段。通過采樣獲取被控制量的精確值，然后將該量與給定值比較得到床溫誤差 e。床溫誤差 e和床溫誤差變化率 ec作為模糊控制器 的輸入變量，模糊控制器的輸出變量 u控制給煤機轉(zhuǎn)速， Y是過程輸出，即輸出變量的采樣值。我們把忽略的部分用一個純遲延環(huán)節(jié)代替，參考文獻(xiàn) [6]我們?nèi)?16s左右，所以給煤量擾動下床溫被控對象的動態(tài)過程模型修正如下： sM esSG 16155028)( ??? （ 28） 500t/h CFB 鍋爐床溫模糊 PID 控制系統(tǒng)的設(shè)計 第 9 頁 共 50 頁 3 鍋爐床溫模糊 PID控制系統(tǒng)設(shè)計 模糊控制簡介 自從 1965 年美國加州大學(xué) L. A. ZADEH 教授創(chuàng)建模糊集理論和 1974 年英國的 . Mamdani 教授成功的將模糊控制應(yīng)用于鍋爐和蒸汽機控制以來，模糊控制已逐漸得到了廣泛的發(fā)展并在現(xiàn)實中得到成功的應(yīng)用。因此我們將床體動態(tài)能量平衡方程式中的狀 態(tài)變量用實際床溫 TB和沒定工作點 TB0的偏差代替 。它由諸多因素引起，由一次風(fēng)、燃料以及循環(huán)物料送入爐膛帶入一部分能量，同時，從床體進(jìn)入懸浮段的床料和煙氣帶走一部分能量，鍋爐排渣也將帶走一部分能量。在這種流體狀態(tài)下，氣體還可以攜帶一定數(shù)量的大顆粒，盡管其終端速度遠(yuǎn)大于截面平均速度。氣固流化床很像沸騰的液體，它具有以下特點：在任何一高度的靜壓近似于在此高度以上單位床截面內(nèi)固體顆粒的重量：無論床層如何傾斜，床表面總是保持水平，床層的形 狀也保持容器的形狀；床內(nèi)固體顆粒可以像流體一樣從底部或側(cè)面的孔口排出；密度高于床層表而密度的物體在床內(nèi)會下沉，密度小的物體會浮在床面上；床內(nèi)固體顆?；旌狭己?，因此，當(dāng)加熱床層時，整個床層的溫度基本均勻。此次研究的目的在于提高床溫的測量控制精度，保證床溫控制的穩(wěn)定性和可靠性。從而提高床溫控制的精度，保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。但是這樣的調(diào)節(jié)是很艱難的，要使所有的耦合變量都得到精確的控制是不可能的。因此，這種鍋爐可以采用風(fēng)／煤比調(diào)節(jié)主蒸汽壓力，采用進(jìn)入外置式換熱器循環(huán)物料量的多少來調(diào)節(jié)床溫，故床溫自動控制系統(tǒng)一般為常規(guī)單回路反饋控制系統(tǒng)。循環(huán)流化床鍋爐在結(jié)構(gòu)和運行方式上與常規(guī)煤粉鍋爐相 比均有著顯著的差異，因此在燃燒控制上存在有許多不同之處。 (3)美國福斯特惠勒 (Fw)公司自有型循環(huán)流化床鍋爐。s advantage and disadvantage are simulation is result shows that synthetically fuzzy controller can provide US a better control quality,robust,speediness than the general PID control system． Key words： boiler furnace pressure； pid control； fuzzy pid control； simulation 500t/h CFB 鍋爐床溫模糊 PID 控制系統(tǒng)的設(shè)計 目 錄 1 緒論 ............................................................................................................................ 1 課題研究的背景和意義 ................................................................................. 1 循環(huán)流化床燃燒控制的特點 ......................................................................... 2 本課題設(shè)計的目的 ......................................................................................... 3 本課題設(shè)計的重點與難點 ............................................................................. 3 重點 ...................................................................................................... 3 難點 ....................................................................................................... 4 本文內(nèi)容安排 ................................................................................................. 4 2 循環(huán)流化床鍋爐原理 ................................................................................................ 5 循環(huán)流化床工作原理 ..................................................................................... 5 床 溫控制模型床溫被控對象動態(tài)特性 ......................................................... 6 床溫被控對象的動態(tài)特性分析 ..................................................................... 8 3 鍋爐床溫模糊 PID 控制系統(tǒng)設(shè)計 ............................................................................ 9 模糊控制簡介 ................................................................................................. 9 模糊控制原理 ............................................................................................... 10 鍋爐床溫模糊控制總體設(shè)計方案 ............................................................... 10 模糊控制器簡介 ........................................................................................... 12 3. 5 PID 控制器簡介 ............................................................................................ 13 3. 6 PID 參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響 ........................................................................ 14 3. 7 鍋爐床溫模糊控制器的詳細(xì)設(shè)計 ............................................................... 14 模糊化設(shè)計 .......................................................................................... 15 模糊控制規(guī)則 ...................................................................................... 17 模糊邏輯推理 ...................................................................................... 19 確定模糊化和解模糊化 ...................................................................... 20 500t/h CFB 鍋爐床溫模糊 PID 控制系統(tǒng)的設(shè)計 4 鍋爐床溫模糊控制系統(tǒng)仿真 .................................................................................. 22 4. 1 模糊控制器的仿真實現(xiàn) .............................................................................. 22 4. 2 鍋爐床溫模糊控制系統(tǒng)仿真 ....................................................................... 25 4. 3 仿真結(jié)果分析 ................................................................................................ 27 與常規(guī) PID 控制效果的比較 ............................................................. 27 擾動性分析 .......................................................................................... 28 魯棒性分析 .......................................................................................... 30 結(jié)束語 .......................................................................................................................... 32 參考文獻(xiàn) .................................................