3 模糊自适应 PID 控制
模糊控制是以模 糊集合论、 模糊语 言变量及模 糊逻辑推 理为基础的计算机智 能控制 , 其基本概 念是由美国 加利福尼 亚大学著名教授 L. A. Z adeh 于 1965 年首先提出 的。模糊集 合相对于经典集合的最大不同 就是引入隶属 函数 , 允许集合 中的元素部分隶属 , 即可以取 O 到 1 中的任何值 。 传统的 P ID 控制算法为 : 1 u( t) = kp [ e( t) + Ti d e( t) e( t) d t + Td ], 0 dt
。为了克服实际运行中存在的给水扰动和 虚假水
位 现象 , 通常采用三 冲量 P ID 的 控制 结构。常 规 P I D 控制 由于其参数是事 先由人 工整 定的 , 在运 行过 程中不 可调 , 故
收稿日期 : 2008 - 06- 25 修回日期 : 2008- 07- 04
( 即变量 ) 分别是水位反馈信号、 给水流量反馈信号和蒸汽流
输 入、 输出变量均采用 5个模糊子集 ( 负大 N L、 负小 N S、 已知某供汽量为 120 t /h 的工业锅炉 , 给水流量与水位的 传递函数 及 蒸汽 流 量 与水 位 的 传 递函 数 分 别 为 : G 1 ( s ) = 0 . 0529 2 . 613 0. 0747 , G ( s) = 。 根 据该锅 炉特 s ( 8. 5 s + 1 ) 2 s ( 6. 7s + 1 ) 2 点选用液位变送器 的量 程 为 300mm 水 柱 , 流 量计 的量 程为 150t /h; 所有变送 器均采用 的 DDZ 型 组合仪 表。 水位 变送 器增益 为 0. 0333, 流 量 变送 器 及 前 馈 补 偿 的增 益 均 为 0. 0667; 执行器采用线性阀 , 增益为 15, 流量调节器 选用 P 调节 器 , kp = 1 [ 3 ] 。 在实际运行中 , 对于负 荷比较稳定、 煤质比较固定、 燃烧 比较平稳的锅炉 , 常规 P I D 控制 器能 基本实 现调 节的目 的。 然而当存在显著的过程扰动或 是负荷变化较 大时 , 使用常规 P ID控制不能满足控制要求 , 运行中仍需手动干预。 这样既无 法及时准确地实现控 制 , 同时 也使 控制 质量降 低 , 于是 便产 生了替换它的动机。 零 Z、 正小 PS、 正大 PL ) 的形式。 相应的论域为 : e = { - 1, 0. 5, 0, 0 . 5 , 1} ec = { - 0. 05, - 0. 025 , 0 , 0. 025, 0. 05 } kp = { - 4, - 2, 0, 2, 4 } ki = { - 0. 025, - 0. 0125, 0 , 0 . 0125 , 0. 025 } kd = { - 1 , 0. 5, 0, 0. 5 , 1} 基准值 k* k*i 、 k* 、 0. 08、 1。 p 、 d 分别取 3 隶属度函 数均采用均匀 的三角 形函 数 , 如图 3 所示 ( 仅 各变量的论域 有所改变 ):
