改進型模糊PID控制器在熱工控制系統中的仿真應用

趙勝杰

【摘要】針對火電廠鍋爐燃燒系統控制結構復雜，變工況，大慣性及強耦合等特性，提出了一種基于改進型模糊PID控制器的鍋爐燃燒系統控制方法。采用粒子群算法在線優化模糊控制器的調節因子，克服燃燒控制系統因變工況數學模型難以求取的控制難點。將常規PID控制器、模糊自適應PID控制器的仿真結果比較，表明改進型模糊PID控制器輸出穩定，控制精度高，魯棒性好。

【關鍵詞】熱工控制系統；改進型模糊自適應；粒子群算法

1、引言

大型火力發電單元機組的生產流程可以分為鍋爐的燃燒系統和汽水系統。鍋爐的燃燒系統是提供熱量維持主汽負荷、保證燃燒經濟性、安全性的重要控制系統。主汽壓力是衡量蒸汽量與外界負荷兩者是否相適應的重要標志。由于大型單元機組容量大，燃料品種多變，投入的磨煤機給煤機臺數不同，導致常規的PID控制器難以滿足實時控制的要求。

模糊控制器是一種控制結構簡單的非線性控制器，具有很好的魯棒性、適應性和容錯性，一些學者已經將其應用于火電廠熱工控制系統，但由于模糊控制本質上一種非線性的PD控制，無法消除系統靜差。

2、改進型模糊控制器基本原理

改進型模糊控制策略的核心思想是，在保持模糊論域上模糊分割不變的情況下，根據輸入量誤差e和誤差改變量ec的值對模糊論域和隸屬函數進行伸縮調整。設輸入變量xi和輸出變量ui的論模糊域分別為（-Ei，Ei）和（-Ui，Ui），（i=1，2，...n），變論域模糊控……