基于模糊PID的汽輪機DEH系統(tǒng)研究.pdf

1、論文題目：基于模糊PID的汽輪機DEH系統(tǒng)研究專業(yè)：檢測技術(shù)與自動化裝置碩士生：孫玉芬（簽名）指導(dǎo)教師：王再英（簽名）摘要汽輪機數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH）是電廠自動化控制系統(tǒng)重要的組成部分。DEH控制系統(tǒng)主要包括轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)和負荷控制系統(tǒng)，由于負荷擾動、汽壓擾動及其他外界干擾的影響，系統(tǒng)存在不穩(wěn)定性，系統(tǒng)中再熱器部分具有滯后現(xiàn)象，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制變量較多等因素，常規(guī)控制方式很難達到理想效果，控制品質(zhì)需要進一步提升。模糊控制，是智能控制

2、的一個分支，也是近年來控制界學(xué)者研究的熱點，模糊控制具有仿人智能的特點，在大滯后、擾動、非線性等復(fù)雜控制系統(tǒng)中具有較好的動態(tài)控制效果。常規(guī)PID控制能消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，使系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)態(tài)特性。本文將模糊控制與PID控制結(jié)合，在轉(zhuǎn)速控制回路，利用模糊控制的模糊推理規(guī)則對PID參數(shù)進行整定，使PID參數(shù)能隨著控制系統(tǒng)的變化而實時調(diào)整，可減少現(xiàn)場工作人員的工作量及操作誤差，使系統(tǒng)得到更好的控制。在負荷控制回路，升負荷過程中，偏差變化較大，

3、利用模糊控制及PID控制各自的優(yōu)勢，當偏差變化較大時采用模糊控制，響應(yīng)速度快可抑制系統(tǒng)產(chǎn)生超調(diào)，小偏差時采用PID控制，有助于消除靜差，防止干擾。由于DEH控制系統(tǒng)中被控對象較多且數(shù)學(xué)模型難以精確，運用MATLAB仿真實驗平臺建立模糊數(shù)學(xué)模型及采用模型優(yōu)化方案對兩種控制系統(tǒng)進行仿真實驗。實驗中，模糊控制與PID控制相互轉(zhuǎn)換時切換開關(guān)存在擾動問題，在此引入信號跟蹤的方法實現(xiàn)開關(guān)的無擾動切換。實驗結(jié)果表明模型的建立及復(fù)合控制方案的引入較傳統(tǒng)

4、控制在快速、穩(wěn)定等方面取得了較好的控制效果。此復(fù)合控制算法的仿真研究也可應(yīng)用于具有類似結(jié)構(gòu)的其他復(fù)雜控制系統(tǒng)。仿真實驗對實際應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)作用。開關(guān)的無擾動切換方法可應(yīng)用于類似的閥門管理等實際中。關(guān)鍵詞：數(shù)字電液控制系統(tǒng)；PID控制；模糊控制；復(fù)合控制；仿真研究類型：應(yīng)用研究Subject:ResearchofSteamTurbineDEHSystemBasedonFuzzyPIDSpeciality:DetectionTechno

5、logyAutomationEquipmentName:SunYufen（Signature）Instruct:WangZaiying（Signature）ABSTRACTSteamturbinedigitalelectrohydrauliccontrolsystem(DEH)isanimptantpartinautomaticcontrolsystemofpowerplant.DEHcontrolsystemconcludethesp

6、eedcontrolsystemloadcontrolsystem.Theconventionalcontrolmethodisdifficulttoachievethedesiredeffectfurtherenhancethequalitycontrolneedsbecauseofthecomplexityofthesysteminternalstructurethenumerouscontrolvariablestheloaddi

7、sturbancetheinfluenceofthevappressureperturbationsotherexternalinterferencecausedthesysteminstabilitythereheaterptionalsohaveadelayedphenomenonetc.Fuzzycontrolisabranchofintelligentcontrolbutalsoithavebeenahotresearchinr

8、ecentyears.Theadvantagefeatureoffuzzycontrolishumanoidintelligentithasagooddynamiccontrolindisturbancenonlinearcomplexcontrolsystem.TheconventionalPIDcontrolcaneliminatethesteadystateerrofthesystemmakingthesystemhavegood

9、steadystateacteristics.CombinationingfuzzycontrolPIDcontrolfonesides，wecanusefuzzycontrolrulestocompletePIDparametertuninginthespeedcontrolloopthePIDparameterscanbeadjustedinrealtimewiththechangeofthecontrolsystemitcanre

10、ducethewkloadoffieldstaffoperaterrmakingtheeffectofcontrolsystemtobebetter.Another，makinguseoffuzzycontrolPIDcontrol‘sadvantagesduringloadprocessdeviationchangegreaterinLoadcontrolcircuitusingfuzzycontrolwhenlargedeviati

11、onchangeitcanmakefastresponseinhibitovershootusingPIDcontrolwhensmalldeviationitcouldhelpeliminatestaticerrpreventinterference.ThemathematicalmodelisdifficulttobeaccuratelyestablishedbecauseofmulticontrolledobjectsinDEHc

12、ontrolsystem.SomakeuseoffuzzymathematicalmodelmodeloptimizationhavesimulationexperimentsinthetwocontrolsystemsthroughMATLABsimulationplatfm.ExistingswitchdisturbanceproblemwhenfuzzycontrolPIDcontrolconversionduringexperi