模糊邏輯控制在火電廠熱工過程中的應(yīng)用分析

【摘 要】基于傳統(tǒng)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(jù)火電廠生產(chǎn)時的一些特殊性，進一步研究探討可在火電廠生產(chǎn)過程中應(yīng)用模糊邏輯控制的可行性。

【關(guān)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(tài)接口，推理機，以及控制接口。模糊化是借助傳感器將有關(guān)受控對象的物理量轉(zhuǎn)化為電量，假如傳感器是以連續(xù)的模擬量作為輸出量，那么則需采用A/D轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)化成作為計算機輸入測量值的數(shù)字量；然后標準化處理該輸入測量值。經(jīng)過這樣的一系列步驟，將輸入的精確量轉(zhuǎn)換成模糊變量值，方可在模糊控制規(guī)則中以檢測到的輸入量作為條件，并通過模糊控制規(guī)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(yīng)當(dāng)是一個代表性較強的值。模糊控制系統(tǒng)通常是根據(jù)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(jīng)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(shè)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(guī)則計算這些量，并將其轉(zhuǎn)化成精確量，完成過程控制。

圖1 模糊控制系統(tǒng)基本框架圖

二、火電廠熱工過程中水位、溫度模糊控制設(shè)計思想

文中對火電廠熱工過程生產(chǎn)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(yīng)用進行了研究。模糊邏輯控制系統(tǒng)的設(shè)計步驟如下：（1）受控系統(tǒng)輸入的確定。以溫度作為控制對象，控制系統(tǒng)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(tǒng)的輸入則是以監(jiān)測水位和設(shè)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(shù)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(shù)為高斯曲線，三角形輸出。（3）模糊邏輯控制規(guī)則庫的設(shè)計。也就是“If…then…”條件規(guī)則的設(shè)計。（4）模糊推理結(jié)構(gòu)設(shè)計。該部分是以狀態(tài)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(yīng)用。參照控制效果，適當(dāng)?shù)男薷哪：刂埔?guī)則的輸入/出變量論域，待達到預(yù)期效果方可結(jié)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(chǎn)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(shè)計，主要是參照輸入，調(diào)節(jié)流量。其操作的具體步驟為，在檢測水位超過設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(jù)模糊邏輯控制的基本特點，研究探討了關(guān)于該控制方式在火電廠熱工過程中應(yīng)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(tǒng)設(shè)計步驟做了相關(guān)總結(jié)。并對熱工過程中的水位、溫度等典型對象設(shè)計了模糊邏輯控制系統(tǒng)，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(tǒng)的研究[J].沈陽師范大學(xué)學(xué)報.2010（4）

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