模糊邏輯控制在火電廠熱工過程中的應用分析

【摘 要】基于傳統控制法的局限性，分析研究和模糊邏輯控制的特點，同時根據火電廠生產時的一些特殊性，進一步研究探討可在火電廠生產過程中應用模糊邏輯控制的可行性。

【關鍵詞】熱工過程；模糊邏輯控制；自動化

一、模糊邏輯控制步驟

在模糊邏輯控制過程中，其步驟可分為模糊化、模糊邏輯推理、以及解模糊化。在實際控制過程中，這三個步驟完成的地方分別為模糊控制器的狀態接口，推理機，以及控制接口。模糊化是借助傳感器將有關受控對象的物理量轉化為電量，假如傳感器是以連續的模擬量作為輸出量，那么則需采用A/D轉換器將其轉化成作為計算機輸入測量值的數字量；然后標準化處理該輸入測量值。經過這樣的一系列步驟，將輸入的精確量轉換成模糊變量值，方可在模糊控制規則中以檢測到的輸入量作為條件，并通過模糊控制規則完成推理過程。在獲取的輸出范圍中，真正的輸出控制量應當是一個代表性較強的值。模糊控制系統通常是根據輸出誤差及誤差的變化完成過程控制，圖一為基本過程框架圖。經模糊處理后，實際測的精確量誤差與誤差變化成為模糊量，誤差與誤差變化在采集時刻t的定義為；

et=yr-yt；△et=et-et-1其中yr表示設定值，表示t時刻的過程輸出，yt則表示的是t時刻的輸出誤差。然后再用模糊控制規則計算這些量，并將其轉化成精確量，完成過程控制。

圖1 模糊控制系統基本框架圖

二、火電廠熱工過程中水位、溫度模糊控制設計思想

文中對火電廠熱工過程生產時水位和溫度作為研究對象，采取模糊邏輯控制仿真，對熱工過程中模糊邏輯控制的應用進行了研究。模糊邏輯控制系統的設計步驟如下：（1）受控系統輸入的確定。以溫度作為控制對象，控制系統的輸入為測量溫度和給定值兩者之間的偏差，以及溫度變化率；然而在水位控制中，控制系統的輸入則是以監測水位和設定水位兩者之間的差值，以及水位變化率。（2）輸入變量論域的確定。為了能夠使控制效果得到保障，溫度控制的隸屬函數采取鐘形，三角形輸出；水位控制還需對計算兩盒控制效果進行綜合考慮，隸屬函數為高斯曲線，三角形輸出。（3）模糊邏輯控制規則庫的設計。也就是“If…then…”條件規則的設計。（4）模糊推理結構設計。該部分是以狀態估計模糊控制推理方法控制水位和溫度。（5）解模糊化方法的選擇。文章中采取重心法進行選擇。（6）仿真應用。參照控制效果，適當的修改模糊控制規則的輸入/出變量論域，待達到預期效果方可結束修改。

三、模糊邏輯控制仿真

（1）溫度控制仿真。在火電廠的熱工過程中，有較多因素會對溫度產生干擾作用，具體操作為：在溫度較低的情況下，為了減小噴水量，將噴水閥門的開度減小；若果溫度非常適中，則不改變閥門的開度。（2）水位控制仿真。在火電廠熱工控制過程中，最常見的一個控制問題就是水位控制，如除氧器水位控制、汽包水位控制等。對水位控制的設計，主要是參照輸入，調節流量。其操作的具體步驟為，在檢測水位超過設定水位的情況下，則增大液體流出的流量或減少液體的流入流量；在檢測水位和設定水位相等的情況下，若此時的水位變化率是負值，那么還需要降低液體的流出流量或者增加液體的流入流量；在檢測水位和設定水位相等的情況下，若此時的水位變化率是正值，那么則要增大液體的流出流量或者降低液體的流入流量；在檢測水位和設定水位相等的情況下，位變化率等于零，則不改變液體的流入流量和流出流量。

本文中根據模糊邏輯控制的基本特點，研究探討了關于該控制方式在火電廠熱工過程中應用的必要性和可行性，在熱工過程中引入模糊控制的思想，對模糊邏輯控制系統設計步驟做了相關總結。并對熱工過程中的水位、溫度等典型對象設計了模糊邏輯控制系統，仿真效果非常理想。

參 考 文 獻

[1]陳景通，李忠舒.火電廠鍋爐主汽溫模糊控制系統的研究[J].沈陽師范大學學報.2010（4）

[2]崔利，康靜秋，張學宏.火電廠熱工技術監督中發現的問題及其解決措施[J].熱力發電.2010（1）