[發明專利]一種基于模糊PID控制的電加熱純蒸汽發生器

在審

• 申請號: 201710561330.1
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN107608415A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 吳淑英;王有棟;吳志民;陳丹丹;馬新瑤
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20;G05B13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于模糊PID控制的電加熱純蒸汽發生器，包括蒸發器（1）、可編程控制器PLC（3）、觸摸屏（4）、功率調節器（5）、電加熱管（6）；其特征在于：所述可編程控制器PLC（3）采集來自于蒸發器（1）的溫度，與溫度設定值進行比較，經過模糊控制運算，得到溫度控制信號；所述觸摸屏（4）能夠進行初始溫度給定，并顯現相應溫度設定、實際蒸發器溫度以及電加熱管（6）運行狀態相關信息；所述功率調節器（5）能夠接收可編程控制器PLC（3）發出的功率調節控制信號，并調節電加熱管（6）加熱功率。

2.根據權利要求1所述的一種基于模糊PID控制的電加熱純蒸汽發生器，其特征在于：它還包括溫度傳感器（2），所述溫度傳感器（2）與可編程控制器PLC（3）相連，所述的溫度傳感器（2）用于檢測蒸發器（1）的溫度，并將輸出溫度信號到所述可編程控制器PLC（3），所屬可編程控制器PLC（3）基于溫度設定，調節功率調節器（5），改變蒸發器（1）中飽和純蒸汽溫度，隨后飽和純蒸汽進入到分離器（7）中進行汽液分離，最終通過分離器（7）的頂端排出。

3.根據權利要求1，2所述的一種基于模糊PID控制的電加熱純蒸汽發生器，其特征在于，它包括以下步驟：

步驟一：溫度傳感器（2）采集蒸發器（1）溫度，以輸入可編程控制器PLC（3）；

步驟二：可編程控制器PLC（3）將采集的蒸發器（1）溫度與溫度設定進行比較，經過模糊控制運算，輸出功率調節信號；

步驟三：功率調節器（5）接收可編程控制器PLC（3）發來的功率控制信號，并調節電加熱管（6）加熱功率。

4.根據權利要求3所述的一種基于模糊PID控制的電加熱純蒸汽發生器，其特征在于：在步驟二中，在常規PID控制器的基礎上，將溫度偏差和偏差變化率進行模糊化處理，利用知識庫的控制規則，經過模糊推理和解模糊化處理，通過清晰化接口輸出，對PID參數進行在線自整定，再由PID控制器給出溫度給定信號，送到功率調節器（5），最終實現對電加熱管（6）的有效控制。

PID計算公式式如下：

其中，u(x)為PID控制響應輸出信號，K_P為比例系數，K_i為積分系數，K_d為微分系數，e(x)為溫度偏差，ec(x)為溫度變化率。

5.根據權利要求4所述的一種基于模糊PID控制的電加熱純蒸汽發生器，其特征在于：所述溫度偏差為溫度設定值與溫度反饋值的差。

6.根據權利要求3所述的一種基于模糊PID控制的電加熱純蒸汽發生器，其特征在于：在步驟二中，所述模糊控制運算，當e(x)絕對值、ec(x)絕對值大于設定值時，在PID參數設定范圍內調節相應參數，包括調大K_P和設K_i、K_d為0。

7.根據權利要求3所述的一種基于模糊PID控制的電加熱純蒸汽發生器，其特征在于：在步驟二中，所述模糊控制運算，當e(x) 絕對值大于設定值、ec(x)絕對值在設定值區間范圍內時，在PID參數設定范圍內調節相應參數，包括調大K_P、調小K_i和設K_d為0。

8.根據權利要求3所述的一種基于模糊PID控制的電加熱純蒸汽發生器，其特征在于：在步驟二中，所述模糊控制運算，當e(x)絕對值在設定值區間范圍內、ec(x)絕對值大于設定值時，在PID參數設定范圍內調節相應參數，包括調小K_P、調大K_i和調大K_d。

9.根據權利要求3所述的一種基于模糊PID控制的電加熱純蒸汽發生器，其特征在于：在步驟二中，所述模糊控制運算，當e(x) 絕對值、ec(x)絕對值在設定值區間范圍內時，在PID參數設定范圍內調節相應參數，包括調小K_P、調小K_i和調大K_d。