20噸天然氣蒸汽鍋爐是冶煉分公司的主要動力設備,公司利用蒸汽進行萃取、蒸餾、干燥等化學反應過程。山東鍋爐目前同時采用單沖量和三沖量的控制方法來對汽包液位進行控制,在鍋爐負荷小于鍋爐額定負荷的30%時,使用單沖量的控制方法;當鍋爐負荷大于鍋爐額定負荷的30%時,使用三沖量的控制方法。雖然三沖量控制系統可以有效的克服虛假水位的產生,但由于我公司鋼爐負荷常常會發生較大波動,所以此控制方法在實際運行中不佳,因此本文將模糊PID控制引入液位控制系統中,對其進行優化,以達到對鋼爐水位良好控制的目的。1 兩種汽包液位控制方法比較 信汽包液位在鍋爐運行的穩定與否取決于鋼爐負荷與給水量的平衡。汽包液位偏高會造成蒸汽含水影響過熱器壽命:水位偏低會對鋼爐水循環有影響,容易形成汽化現象損壞鍋爐。三沖量調書主要由汽包水位實際值、鍋爐蒸汽流量和鍋爐給水流量構成,其中以汽包水位為被控變量,給水流量為控制變量,蒸汽流量為前饋信號,同時組成了串級加前饋控制系統。 三沖量水位控制可以有效克服"假水位”影響,同時能抑制給水擾動。 

   模糊抱制相比俊統的PD抱制,在響虛速度、超調量、魯棒性、抗干擾能力等方面都具有優勢。特別是模糊控制無需建立精確的數學模型,因此,利用模糊控制的方法優化汽包液位對于解決像冶煉分公司的由子鍋爐負荷運行不穆定導致水位控制效果不佳的情況是一種有效的逸徑。2模糊自整定PID控制的設計及皮用抜照模糊控制器的設計步群,將公司20電蒸汽鍋爐汽包液位抱制系統進行設計。

   山東鍋爐采用二緋模糊控制器,將偏差e和偏差的變化量ec作為模糊控制器的輸入變量。然后,按照e和ec模糊化的結果查詢模糊控制表,得到模糊量。最后,20噸蒸汽鍋爐經過解模糊化得到精確量調節控制執行機構。 在20噸蒸汽鍋爐汽包液位三沖量控制系統中,以汽包液位的偏差值e和偏差值的變化量cc作為輸入變量,以AK,,AK,和AK,作為輸出量進行PID參數的校正。 一般的系統根據計箅結果將輸出量賦值給PID控制器,對汽包液位控制系統進行調節。量化因子ke,kec作為模糊控制器的輸入變量,它們的變化會引起模糊控制器控制精度的變化。ke 變大,上升速度變快,超調量增大,穩態誤差變少;而kec 的大小不僅會影響對特性曲線的上升段,而且還對系統的過渡時間有影響。3利用Matlab進行仿真驗證結果將模糊控制器的控制規則輸入到 FIS的 Rule 編轔器中,輸入模糊規則后,通過[View]菜單下的[Surface]子菜單得到經模糊決策矩陣運行并解模糊化后得到的三維坐標圖,并將此文件保存為.fis 文件。建立鍋爐汽包水位傳統常規三沖量控制方式的系統模型和模糊自整定PID三沖量控制方式的系統模型。經過試驗,我們得到給水流量對汽包液位的傳遞函數為G.(S)0.05。其中主控制器的參數為K.,K,K.值為S(15S+1)Q日BQ.120