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基于MATLAB环境的工业锅炉汽包水位的模糊控制算法

分类:远大新闻/ 发布时间:2017-08-25 21:05:01/ 浏览次数:0/ 关键词:[db:关键字]
基于4入8环境的工业锅炉汽包水位白素琴,惠长坤,耿超华东船舶工业学院电子与信息系,江苏镇江212003而,模糊矩阵的计算和解模糊都十分烦琐。本文使用面向工程和科学计算的交互式计算机软件以1LAB的模糊推理系统工具箱,设计锅炉汽包水位控制系统,用SIMULINK模块对系统进行仿真,实现系统的优化设计,有效地解决了模糊控制中的难,大大提高了设计人员的工作效率。  0引言工业锅炉用来烧水产生蒸汽,它的用途广泛,蒸汽量小的用于供热,蒸汽量大的用来驱动蒸汽轮机和蒸汽机,使热能转换为机械能,进而转换为电能。锅炉内的水是沸腾的,锅炉内水位传感器在汽包层水汽混合层采样水位,并输出和水位对应的信号。影响汽包水位的主要参数是供水量,蒸汽流量。供水量增加,汽包水位增加。蒸汽流量增加时,汽包水位理论上是减少的,实际上,蒸汽流量增加时,往往出现虚假水位,即蒸汽负荷增加时,虽然锅炉的给水量小于蒸汽量,水位不但不下降,反而迅速上升。  这就是所谓的虚假水位现象。这是由于锅炉蒸汽负荷增加时汽包中的汽水比例发生变化,汽容积增加的缘故。引起虚假水位的另个原因是蒸汽流量增加时,汽包气压下降,汽包水位随压力下降而升高。虚假水位给传统的PID控制算法带来麻烦。用模糊控制算法将蒸汽流量的变化作为种输入,汽包水位的变化作为另种输入。在建立模糊规则时应将虚假水位的因素考虑进去。这样可以减小或抵消由于虚假水位的现象而使给水量与蒸汽量向相反方向变化的误动作。使调节阀开始就向正确了许多准确高效的工具箱。本文使用模糊推理系统工具箱fuzzylogictoolbox设计锅炉水位控制系统,并使用SIMULINK模块对系统进行仿真。  1模糊控制的设计模糊控制器设计的关键是模糊建模,即利用已有的信息抽取控制规则并进行细化,在此基础上加上模糊化模块和反模糊化模块就可以构成模糊逻辑控制器2.目前常用的有种获取规则的方法,基于专家的经验和知识3;②自组织自学习;③建立被控对象模型。本文采用第种方法。  模糊控制器需将输入量模糊化。本文以35丁外锅炉为例,将汽包水位传感器与蒸汽流量传感器采集的数据进行处理,汽包水位传感器采样周期为53蒸汽流量传感器采样周期为13,每5个数据取平均值v,设水位理想值为SPl,蒸汽流量理想值为SP2,则模糊归量化确保隶属度在0,1之间,两路输入为两路输入隶属函数皆采用角形,语言值均为7个玫,3,0,奶,分别对应于正大,正中,正小,零,负小,负中,负大。  在命令框中执行,取27,然后建立两路输入函数12,中为隶属度。  建立模糊推理规则如果计算机的输出写在,人上,人输出控制进水阀门的位置,则输出增量认为计算机第次输出,输出的隶属函数也采用角形。因为两输入均有7个语言值,所以最多会有49条77规则。该系统的模糊推理规则如下49条规则详1.  去模糊化计算机写之前需要将模糊量变为精石角的数字量,即去模糊化,亦称解,糊本文去模糊化的方法采用面积中心法。49条规则应有49个多边形组在起形成总的多边形。总的多边形的面积的中心根据下式求解推理规则输进计算机后就可生成后缀为的模糊推论文件,以备调用。  2从!8环境下的解模糊用语言编程求总的多边形的面积的中心自然是比较繁琐的,但利用心人丁人已软件包却很方便。  在规则全部键入计算机并建立输入输出的隶属函数之后,只要用鼠标选centoid,并执行ViewRule,路输出与两路输入之间的关系立刻就以维形的方式显出来参3,改变输入输出隶属函数或改变模糊推理规则时,维会发生相应的变化,不需自己编程求解模糊关系矩阵及求输出值3.  3系统仿真使用31河口刑1模块构成控制系统设计,并生成。,1记文件,例如名为278.,1记文件,以便调用,进行系统仿真。4的就是利用SIMULINK设计的控制系统框4.  仿真过程中需运行如下命令1枕将2.文件转换成模糊推论矩阵27爪3以便让取27 8,时,61功能模块读入此模糊推论矩阵。  是仿真命令,执行此命令时口1肌开始仿真。  计算机将传感器采集的真实数据存入河人1文件中,4蒸汽流量数据存放在。中水位的数据存放在w.mat中;SIMULINK仿真时将输出的结果存入MAT文件AM.mat中,此输出结果用于写入0.  31口。1仿真结果实时显出来,根据显的结果判断此控制是否理想,如果不满意可重新调整输入输出的隶属函数或修改模糊规则来改进系统,直到满意为止。  4结束语模糊控制适合于工业锅炉汽包水位这样的大滞后非线性控制系统。使用河人1人8软件包可以完成复杂的模糊控制任务,并具有直观准确高效的优点,是控制专业人员解决难提高工作效率的捷径。参考文献张亮明,夏桂娟。工业锅炉微机控制厘。北京中国建筑工业出版社,1990.  冯冬青。模糊智能控制厘。北京化学工业出版社,1998.  秦勇,贾利民。多变量模糊系统建模与控制理论。计算机仿真,1999,1631518.  蒙以正。1山15.,应用与技巧。北京科学出版社,1999.  施阳。人丁1人丑语言精要及动态仿真工具8101顶西安西北工业大学出版社,1998责任编辑邵仁蔚

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