[發(fā)明專利]基于模糊PID控制的天然氣調(diào)壓系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110472235.0
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113156810A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉豐田;崔巍;董淑霞
• 申請（專利權(quán)）人: 大連派思燃?xì)庠O(shè)備有限公司
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 大連八方知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21226
• 代理人: 戴續(xù)兵

1.基于模糊PID控制的天然氣調(diào)壓系統(tǒng)，包括天然氣調(diào)壓機(jī)構(gòu)，所述天然氣調(diào)壓機(jī)構(gòu)包括調(diào)節(jié)閥與傳感器，所述調(diào)節(jié)閥安裝在天然氣傳輸管道上，調(diào)節(jié)閥閥后端與傳感器一端相連接，其特征在于：還包括模糊PID控制機(jī)構(gòu)，所述模糊PID控制機(jī)構(gòu)對天然氣調(diào)壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)壓控制，模糊PID控制機(jī)構(gòu)安裝在調(diào)節(jié)閥閥前端；模糊PID控制機(jī)構(gòu)輸入信號端與傳感器另一端連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模糊PID控制的天然氣調(diào)壓系統(tǒng)，其特征在于：所述模糊PID控制機(jī)構(gòu)包含模糊控制模塊與PID控制模塊，模糊控制模塊利用PID控制模塊的三個(gè)參數(shù)K_p、K_i、K_d建立與控制偏差e和偏差變化率ec之間的模糊關(guān)系，并且根據(jù)模糊控制的原理對PID控制的K_p、K_i、K_d三個(gè)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)糾正。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于模糊PID控制的天然氣調(diào)壓系統(tǒng)，其特征在于：在所述模糊PID控制機(jī)構(gòu)中輸入力矩氣壓轉(zhuǎn)換系數(shù)W₂＝0.4；比例系數(shù)K₁＝17；當(dāng)給定輸入信號為4mA-20mA時(shí)，所述調(diào)節(jié)閥閥門開度0-100％。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于模糊PID控制的天然氣調(diào)壓系統(tǒng)，其特征在于：當(dāng)給定輸入信號為4mA時(shí)，調(diào)節(jié)閥的開度為0％，閥后無壓力；當(dāng)給定輸入信號為20mA時(shí)，調(diào)節(jié)閥處于全開狀態(tài)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模糊PID控制的天然氣調(diào)壓系統(tǒng)，其特征在于：所述調(diào)節(jié)閥包括閥門、閥門定位器，所述閥門定位器與調(diào)節(jié)型氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接，還包括電磁閥；所述調(diào)節(jié)閥給定輸入4-20mA信號、輸出4-20mA信號、電磁閥信號；所述閥門定位器接受4-20mA信號，輸出0-6bar氣壓信號給調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)型氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模糊PID控制的天然氣調(diào)壓系統(tǒng)，其特征在于：所述調(diào)節(jié)閥是氣動薄膜形式的。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模糊PID控制的天然氣調(diào)壓系統(tǒng)，其特征在于：所述天然氣調(diào)壓機(jī)構(gòu)中調(diào)節(jié)閥的閥門形式是截止閥，閥門的尺寸是6寸，壓力等級為300#。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于模糊PID控制的天然氣調(diào)壓系統(tǒng)，其特征在于：所述模糊PID控制機(jī)構(gòu)中輸入的力矩氣壓轉(zhuǎn)換系數(shù)W₂＝0.4；比例系數(shù)K₁＝17的推導(dǎo)步驟如下：

S1：對天然氣調(diào)壓機(jī)構(gòu)中的調(diào)節(jié)閥部件進(jìn)行數(shù)學(xué)建模；

S2：推算閥門阻尼系數(shù)特性；

S3：推算管道壓力—流量特性；

S4：得到力矩氣壓轉(zhuǎn)換系數(shù)與比例系數(shù)；

S5：對天然氣調(diào)壓機(jī)構(gòu)中的調(diào)節(jié)閥閥門開度進(jìn)行仿真驗(yàn)證。