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鍋爐改造燃燒過程的(de)自(zì)動控制

發表時間:2017年(nián)04月19日  文章(zhāng)來源:本站原創  浏覽次數:

1問題的(de)提出鋼廠循環流化床鍋爐是的(de)熱力設備,它不同于一(yī)般鏈條鍋爐,若送入鍋爐流化室的(de)煤粉過多,而一(yī)次風的(de)風量不足以使其流化燃燒,則易結焦-一(yī)旦有小面積的(de)結焦,由于流化床的(de)床溫很高(gāo),則很快會有大面積的(de)爐渣或煤粉顆粒吸附于其表面,擴大為(wèi)大面積的(de)結焦事故,從而被迫停爐清理(lǐ)-若送入流化室的(de)風量太大而煤粉較少,則其産生的(de)熱量過小,影響鍋爐的(de)正常運行及經濟效益-因此選擇合适的(de)風煤比對鍋爐的(de)經濟運行至關重要。本文提出了輸煤系統和(hé)燃燒系統進行聯動控制的(de)一(yī)種方法,形成完整的(de)自(zì)動控制系統,避免了鍋爐結焦事故的(de)頻繁發生。

  由于鍋爐是一(yī)個複雜的(de)受控對象,存着着非線性、時變性和(hé)不确定性等因素,難以建立的(de)數學(xué)模型,因而采用PID控制達不到預期效果。通過分析表明,采用模糊控制和(hé)PID結合是有效的(de)手段。本文通過模糊PID參數自(zì)整定控制算法的(de)研究,後進行了仿真,結果表明,方案是可(kě)行的(de),并能夠獲得良好的(de)控制效果。

  2系統結構鍋爐控制系統結構框圖如(rú)所示。

  原輸煤和(hé)給煤系統一(yī)般均為(wèi)手動控制和(hé)電氣聯鎖,現為(wèi)了減少鍋爐結焦事故的(de)發生,拟将該系統改造為(wèi)由8098單片機控制變頻器的(de)閉環交流調速系統。同時通過8098單片機擴展的(de)外部接口電路來控制汽包的(de)水位、過熱蒸氣的(de)溫度、爐膛負壓及鍋爐的(de)燃燒過程,從而使鍋爐各個參數的(de)檢測與控制通過微機達到快速、準确的(de)效果。

  3模糊PID自(zì)整定算法本文所設計的(de)PID整定方案如(rú)所示。其原理(lǐ)是基于參數的(de)初始整定的(de)模糊PID控制方法,但當過程參數變化過大,PID自(zì)整定不能實現有效控制時,運用模糊規則控制的(de)同時進行在線辯識,直至辯識精度滿足要求再切換到模糊PID控制。于是在新的(de)PID參數基礎上繼續進行模糊PID自(zì)整定調節。

  模糊整定的(de)推理(lǐ)過程和(hé)常規模糊控制器類似,均根據當前特征值進行動态調整,以下分析過程的(de)在動态過程中,PID參數應根據不同的(de)狀态進行動态調整,通過對響應曲線的(de)分析不難得到如(rú)下結論:在任意狀态下,KpKrKd的(de)整定方向相反,此外從經驗整定公可(kě)以看出,Ti和(hé)Td總保持的(de)比例關系,且W=為(wèi)了提高(gāo)算法的(de)實時性,采用調整因子(zǐ)T實現Kp Kd的(de)在線調整,整定公式為(wèi)為(wèi)了保證PID參數在初始定值和(hé)上次調整的(de)基礎上有界平滑地(dì)上下調整,這裏采取如(rú)下調整TT(t)+Vh其中,V―般取,其大小影響T的(de)調整速度,這裏取V=0.5,h為(wèi)修正量,通過模糊規則進行調整,以間接整定T從而實現PID參數的(de)平滑、有界調整。

  為(wèi)保證-1<><><><>

  表1模糊控制規則表Tab- 4仿真效果對大滞後及對象結構參數變化的(de)情況,就常規PID控制和(hé)本算法進行仿真研究,以式(1)所示對象的(de)階躍響應說明該方案對大時滞對象的(de)控制效果。<><><>

  當f/貸1時一(yī)般認為(wèi)是較難控制的(de)對象,常規PID調節的(de)控制效果如(rú)中的(de)點劃線/(t)所示,而本文所提的(de)模糊PID算法仍可(kě)對其進行有效控制,如(rú)圖中虛線⑴所示-考慮如(rú)式(2)所示初始對象,當運行時間大于50T.時,改變對象參數如(rú)式(3),其仿真結果如(rú)所示。

  仿真結果表明本文提出的(de)模糊PID參數自(zì)整定控制算法綜合了數學(xué)模型和(hé)規則模型的(de)優點,利用對象的(de)先驗知識和(hé)調節過程中的(de)動态信息在線整定參數,它基于單一(yī)模糊規則,并引入了對控制性能的(de)智能評判,能夠處理(lǐ)程度的(de)不确定性,并對大時滞對象進行有效控制,同時具有較好的(de)響應速度、靜态指标及實時性。

  參數變化時的(de)響應曲線5結語本文針對鋼廠循環流化鍋爐改造的(de)燃燒過程自(zì)動控制,提出了模糊PID自(zì)整定算法,并對控制算法進行研究與仿真。仿真結果表明,該控制手段可(kě)達到比較理(lǐ)想的(de)控制效果,具有較現實的(de)實用價值。

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