基于预测模型的模糊ＰＩＤ控制及仿真研究

2012年03月16日10:43:28 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

关键字：应用

郭　奇，杨秀利，任　芳，高　键
燕山大学环境与化学工程学院河北秦皇岛

中国阿拉伯化肥有限公司河北秦皇岛

摘　　　要：针对电加热锅炉夹套温度控制的大滞后、时变性等特点，设计了基于预测模型的模糊ＰＩＤ（ＦｕｚｚｙＰＩＤ）控制器。在Ｍａｔｌａｂ中实现了ＦｕｚｚｙＰＩＤ控制的仿真，通过仿真可看到加入了模糊控制规则的控制器比常规ＰＩＤ控制器响应更迅速，且抗扰动能力增强。建立了预测模型，利用模糊规则调整预测模型系数Ｋ值，使加入预测模型的ＦｕｚｚｙＰＩＤ控制器的动态性能和稳态精度都得到了很大的提高。针对电加热锅炉的对象特性实现了基于预测模型的模糊ＰＩＤ控制器的仿真，仿真曲线表明，该控制方案下的控制效果较好。

关　键　词：预测模型；模糊ＰＩＤ控制；仿真

１　引　言

石油化工行业中，温度控制是重要的被控参数之一。温度变化不仅会影响产品的质量，还有可能造成能源浪费，严重的会引起安全事故。目前，大多数的温度控制系统仍采用ＰＩＤ控制算法。经过多年的发展与应用，ＰＩＤ控制器得到了多方面改进，性能不断提高［１］。但仍存在许多具体问题，如电加热锅炉的温度具有大滞后性、大惯性及时变性等特点，使得在控制温度时遇到很多困难。常规的ＰＩＤ控制在这种对象过程滞后严重且复杂多变的情况下控制效果不佳，采用先进控制技术方能达到预期效果［２］。ＲｉｃｈａｒｄＴｈｏｍｐｓｏｎ提出了通过建立模糊预测控制表，实现对空调温度的模糊控制，该方法实现了空调制冷及制热的较优控制［３］。ＲｏｊａｓＩ等人将模糊控制与自适应控制结合，设计了自适应模糊控制器，实现了对室温的实时控制［４］。ＳｈｅｎＫ等人提出了自适应模糊控制，将其应用在焚化炉的温度控制系统中，仿真曲线证明了该方案优于单纯的模糊控制［５］。本文针对电加热锅炉的特性，设计了基于预测模型的模糊ＰＩＤ控制器。该方案对实际工业过程中的复杂温度对象控制具有指导意义。

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