[發明專利]一種鍋爐汽包水位控制系統及方法在審
| 申請號： | 202111163334.7 | 申請日： | 2021-09-30 |
| 公開（公告）號： | CN113819454A | 公開（公告）日： | 2021-12-21 |
| 發明（設計）人： | 蘭揚;張婭 | 申請（專利權）人： | 重慶廣播電視大學重慶工商職業學院 |
| 主分類號： | F22D5/34 | 分類號： | F22D5/34;G05D9/12 |
| 代理公司： | 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙) 50217 | 代理人： | 蒙捷 |
| 地址： | 400031 *** | 國省代碼： | 重慶;50 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 鍋爐 汽包 水位 控制系統 方法 | ||
1.一種鍋爐汽包水位控制方法，其特征在于，包括：
步驟一、建立PI控制器及自適應模糊PID控制器；其中，PI控制器為比例主導控制器；自適應模糊PID控制器為常規PID控制的基礎上，根據誤差e和誤差變化率ec，利用模糊推理實時整定P、I、D參數的控制器；
步驟二，采集上一時刻水位的誤差e，并判斷誤差e是否大于設定偏差；若大于則轉到步驟三，若不大于則轉到步驟四；
步驟三，采用PI控制器控制鍋爐給水流量閥門的開度，并返回步驟一，對下一時刻水位進行控制；
步驟四，采用自適應模糊PID控制器控制鍋爐給水流量閥門的開度，并返回步驟一，對下一時刻的水位進行控制。
2.根據權利要求1所述的鍋爐汽包水位控制方法，其特征在于：步驟一中，建立的自適應模糊PID控制器中，輸入量包括誤差e、誤差變化率ec，輸出量包括△Kp、△Ki和△Kd；根據輸入量結合預設的模糊整定規則，得到輸出量。
3.根據權利要求2所述的鍋爐汽包水位控制方法，其特征在于：步驟一中，還在自適應模糊PID控制器的基礎上引入變論域因子α，實際誤差基本論域為[-α(e)E,α(e)E]，誤差變化率基本論域為[-α(ec)EC,α(ec)EC]，輸出論域為[-α△Kp,α△Kp,]、[-α△Ki,α△Ki]、[-α△Kd,-α△Kd]；
輸入論域伸縮因子為α(x)＝1-λe-kx·x,其中，λ∈(0,1),k0；輸出論域伸縮因子為α(x)＝(|x|/E)τ+ε，其中，τ0，λ、k、τ、ε為常數。
4.根據權利要求3所述的鍋爐汽包水位控制方法，其特征在于：自適應模糊PID控制器的輸入量誤差e、誤差變化率ec、輸出量△Kp、△Ki、△Kd的語言變量值均取負大、負中、負小、零、正小、正中及正大，論域均設定為[-6，6]，量化等級均取{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}，且所有語言變量的各模糊子集的隸屬函數均取三角形隸屬函數。
5.根據權利要求4所述的鍋爐汽包水位控制方法，其特征在于：自適應模糊PID控制器中參數的模糊整定規則為：
根據數值范圍，分別為△Kp、△Ki及△Kd設置大值區、中值區和小值區；
當∣e∣大于第一閾值時，取大值區的△Kp和△Ki，如果e×ec0，取中值區的△Kd；如果e×ec0，則取大值區的△Kd；
當∣e∣大于第二閾值小于第一閾值時，取小值區的△Kp和中值區的△Ki；如果e×ec0，取大值區的△Kd；如果e×ec0，則取中值區的△Kd；
當∣e∣小于等于第二閾值時，取中值區的△Kp和小值區的△Ki；如果e×ec0，取小值區的△Kd；如果e×ec0，取中值區的△Kd。
6.根據權利要求5所述的鍋爐汽包水位控制方法，其特征在于：步驟四中，采用自適應模糊PID模型控制鍋爐給水流量閥門的開度時，首先利用基于優化函數的PID整定方法得到初始的參數Kp0、Ki0、Kd0，再通過自適應模糊PID模型模糊推理得到各參數的變化量△Kp、△Ki、△Kd，將參數變化量與初始參數相疊加得到實時整定的Kp、Ki、Kd參數后，得到控制器輸出量，再根據控制器輸出量控制閥門開度。
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