【文章內(nèi)容簡介】 快減小偏差，但是PID中控制量還是正的，這是因為oa積分作用過大，ab是負積分難以抵消oa的影響，故積分控制量仍是正值。從而導致超調(diào)不能迅速降低，延長系統(tǒng)的過渡時間。為克服上述積分控制作用的缺點，采用第二種積分作用，即在（a,b）（c,d）（e,f）等區(qū)間中積分，這時的積分能為積分控制作用及時給出正確的積分控制量，能有效的抑制系統(tǒng)誤差的增加，而在（o,a）（b,c）（d,e）區(qū)間上停止積分作用，只利用系統(tǒng)借助于慣性向穩(wěn)態(tài)過渡，而此時系統(tǒng)并不失控，它還受到比例等控制作用的抑制。根據(jù)前面的分析，可以得到引入智能積分的判斷條件為： 當e△e0時，對偏差進行積分；當e△e0時，不對偏差進行積分。在考慮到偏差及偏差變化的極值點的情況，可把引入積分和不引入積分的條件綜合如下： 1） if e△e0 or (△e=0 and e≠0) then 積分2） if e△e0 or e=0 then 不積分這樣引入的積分即為智能積分作用。 具有智能控制積分控制的控制系統(tǒng) 仿人智能控制器算法模型仿人智能控制器基本的控制算法模型如下:選擇描述系統(tǒng)動態(tài)特性的特征模型φ為 (244)選擇決策與控制模式Ψ為Ψ = {Ψ1 ,Ψ2 } (245)式中, u 為控制器的輸出。 Kp 為控制器的增益系數(shù)。 K 為控制器的保持系數(shù)。 u0 ( n) 為u 的第n 次保持值。 E 為系統(tǒng)的偏差。 E為偏差的變化率。 Em, i為第i 個極值。啟發(fā)式與直覺推理規(guī)則, 即產(chǎn)生式規(guī)則Ω為: (246)于是推理決策過程φ,Ψ ,Ω 表示為如下算法 (247) 3 500t/h CFB鍋爐爐膛負壓仿人智能控制系統(tǒng)設計 500t/h CFB鍋爐爐膛負壓控制系統(tǒng)的簡介 爐膛壓力控制系統(tǒng)簡介鍋爐作為電廠中的重要設備，為了保證爐膛的穩(wěn)定燃燒，爐膛壓力控制的作用就顯而易見了。對于負壓燃燒鍋爐，如果爐膛壓力接近于大氣壓力，則爐煙往外冒出，能源浪費且影響設備和工作人員的安全；反之，如果爐膛壓力太低，又會使大量的冷空氣漏入爐膛內(nèi)，降低爐膛溫度，增大了引風機負荷和排煙帶走的熱量損失。一般爐膛壓力維持在比大氣壓力低20100Pa左右[8]。引風控制的任務是保持爐膛負壓在規(guī)定的范圍之內(nèi)。由于引風調(diào)節(jié)對象的動態(tài)響應快，測量也容易，所以引風控制系統(tǒng)一般只需采用以爐膛負壓pf作為被調(diào)量的單回路控制系統(tǒng)。由于送風量的變化時引起負壓波動的主要原因，為了使引風量快速地跟蹤送風量，以保持二者的比例，可將送風量作為前饋引入引風調(diào)節(jié)器。這樣當送風控制系統(tǒng)動作時，引風控制系統(tǒng)也立即跟著動作，而不是等爐膛負壓偏離給定值后再動作，從而能使爐膛負壓基本保持不變。所以引風控制系統(tǒng)引入送風前饋信號以后，將有利于提高引風控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和減小爐膛負壓的動態(tài)偏差。送風量信號通過前饋補償裝置f（x）送到引風調(diào)節(jié)器而使引風量跟著改變，是一個快速補償（前饋）系統(tǒng)。但當系統(tǒng)處于靜態(tài)時，前饋補償裝置f（x）的輸出應為零，以使爐膛壓力保持為給定值。 爐膛壓力的測量爐膛壓力的測量采用3個差壓變送器，3個差壓變送器的輸出分別送到3個小值選擇器，3個小值選擇器的輸出再送到大值選擇器，大值選擇器的輸出為3個差壓變送器的輸出（測量）值的中間值。采用3個差壓變送器的目的是為了防止因變送器故障或信號管路阻塞而影響測量值的可靠性，從而影響爐膛余力控制的可靠性。測量的中間值與差壓變送器的輸出（測量）值進行比較，如果偏差超過一定范圍，則將發(fā)出報警信號。爐膛壓力大于+30Pa或小于40Pa,通過“三態(tài)信號監(jiān)視器”發(fā)出報警信號。 爐膛壓力控制的主要功能控制系統(tǒng)除完成正常的控制功能外, 還實現(xiàn)下列保護功能： a 爐膛過壓保護 當爐膛壓力超過最高值時應進行報警, 機組進行負荷迫降,直到壓力返回到所需求的給定值，如果進行上述保護動作后，而壓力仍然增加超過最高值時, 則系統(tǒng)產(chǎn)生跳閘信號, 該信號應為“ 三取二” 邏輯信號。b 爐膛內(nèi)爆保護爐膛內(nèi)爆是指因煙氣側(cè)壓力過低而導致設備損壞的現(xiàn)象，爐膛外爆常常能引起大家的注意和防范，但是，爐膛內(nèi)爆很容易讓人忽視。爐膛內(nèi)爆的起因：1）調(diào)節(jié)鍋爐氣體流量的設備（包括空氣供給煙氣排除）誤動作，導致爐膛承受過大的引風壓頭。2）因燃料輸入快速減少或MFT爐內(nèi)氣體溫度和壓力急劇下降。防止爐膛內(nèi)爆的措施1） 設計安裝滅火保護裝置2） 改善控制功能設計c 鍋爐跳閘后的爐膛內(nèi)爆保護 控制系統(tǒng)接受來自聯(lián)鎖系統(tǒng)的鍋爐跳閘信號, 為的是將爐膛內(nèi)負壓偏差降到最小。在主燃料跳閘的事故情況下, 由于突然停止燃燒會造成爐膛內(nèi)煙氣量和煙氣溫度急劇下降, 顯然這是引起爐膛低壓峰值的主要原因。這個低壓峰值 會引起爐膛內(nèi)爆, 是很危險的。爐膛壓力的計算非常近似于下式（31）所示: PV=MRT （3 1） P—絕對壓力 V—爐膛容積 M一爐膛煙氣質(zhì)量 R—煙氣常數(shù) T一絕對溫度由于容積是固定的, R是常數(shù), 故壓力P與MT成正比關系。因此, 在主燃料跳閘后因爐膛內(nèi)煙氣量減少和溫度降低將造成壓力急劇下降?；谏鲜鲈? 控制系統(tǒng)設計了突跳回路。該回路能識別何時發(fā)生主燃料跳閘, 并在跳閘時起作用以減少由于鍋爐跳閘引起的負壓力偏差。 爐膛負壓控制的方案設計 爐膛負壓控制系統(tǒng)方框原理圖 爐膛壓力控制用調(diào)節(jié)兩臺引風機的導葉開度，來滿足爐膛負壓略低于外界大氣壓的要求，機組正常運行時，鍋爐爐膛負壓按傳統(tǒng)的前饋反饋方案進行控制。 爐膛負壓的控制系統(tǒng)控制方框圖（1）被控變量 它是指被控對象需要維持在其理想值的工藝變量，本控制系統(tǒng)的被控變量為爐膛負壓。（2）設定值 它是指被控變量要求達到的期望值，爐膛控制系統(tǒng)的設定值為80～100pa。（3）前饋信號 前饋控制器輸出到“前向通道”的信號（作用在控制系統(tǒng)的信號）稱為前饋信號。本控制系統(tǒng)的前饋輸入為送風量。（4）擾動變量 它是指任何導致被控變量偏離其設定值的輸入變量。 引風量與負壓關系為： G（S）= (32)送風量對負壓的干擾為： G（S）= (33)根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，確定動態(tài)前饋補償器為 G（s）= (34)4 系統(tǒng)仿真實驗SIMULINK于20世紀90年代初由Math Works公司開發(fā)，是MATLAB環(huán)境下對動態(tài)系統(tǒng)進行建模，仿真和分析的一個軟件包。從字面上看，“Simul ink”一詞有兩層含義，“simu”表明它可用于系統(tǒng)仿真，“l(fā)ink”表明它能進行系統(tǒng)連接。在該軟件環(huán)境下，用戶可以在屏幕上調(diào)用現(xiàn)成的模塊，并將它們適當連接起來以構成系統(tǒng)的模型，即所謂的可視化建模。建模以后，以該模型為對象運行Simul ink中的仿真程序，可以對模型進行仿真，并可以隨時觀察仿真結(jié)果個干預仿真過程。Simul ink由于功能強大，使用簡單方便，已成為應用最廣泛的動態(tài)系統(tǒng)仿真軟件。Simul ink是一個交互式動態(tài)系統(tǒng)建模，仿真和分析的圖形環(huán)境，是一個進行基于模型的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的基礎開發(fā)環(huán)境。Simul ink可以針對控制系統(tǒng)，信號處理和通信系統(tǒng)等進行系統(tǒng)建模，仿真，分析等工作[13]。在做仿真研究時，應首先建立仿真模型方框圖。根據(jù)本文圖給出的爐膛負壓控制系統(tǒng)結(jié)構圖，可以在SIMULINK軟件環(huán)境下建立仿真模型方框圖。具體做法就是從SIMULINK庫中取出相應的模塊放入模型界面上，用線連接好，并設置對應參數(shù)。再根據(jù)需要對控制對象和傳遞函數(shù)進行封裝。 常規(guī)PID控制系統(tǒng)仿真模型和智能控制與PID相結(jié)合控制系統(tǒng)仿真模型 仿真結(jié)果對比圖 爐膛負壓控制系統(tǒng)無干擾時的仿真研究結(jié)合上述爐膛負壓的參數(shù)，設定給定值R=80，整個仿真時間設定為1000s，當鍋爐正常運行時，此時，分別采用常規(guī)PID控制器，仿人智能與PID結(jié)合控制器得出的仿真曲線和對比曲線如下圖所示。 常規(guī)PID爐膛負壓控制系統(tǒng)仿真曲線 爐膛負壓仿人智能控制與PID相結(jié)合控制系統(tǒng)仿真曲線 爐膛負壓的仿真曲線對比 爐膛負壓控制系統(tǒng)有干擾時的仿真研究爐膛負壓的給定值為R=80，整個仿真時間設定為,1000s，系統(tǒng)在500處施加幅值為2的干擾。 加擾動的爐膛控制系統(tǒng)仿真方框圖 加擾動的爐膛控制系統(tǒng)仿真對比曲線 總結(jié)參考文獻1. 戚曉耀。對循環(huán)硫化床鍋爐風系統(tǒng)優(yōu)化的探討. 西安理工大學碩士論文，2003年。2. 吳慶彬。循環(huán)流化床的模糊控制。南京工業(yè)大學碩士論文，2004年。3. ，1999,19(2)，33364. :湖南大學出版社，19965. 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