本發(fā)明涉及火電廠鍋爐床溫系統(tǒng)控制，尤其涉及一種基于模糊控制的火電廠循環(huán)流化床鍋爐床溫控制方法。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，由于商業(yè)運(yùn)行中循環(huán)流化床燃煤鍋爐的運(yùn)作模式各異，其結(jié)構(gòu)、床溫控制方法以及復(fù)雜性也隨之變化。在海外運(yùn)營(yíng)或國(guó)內(nèi)大型的此類鍋爐中，很多都配備了外部熱交換器。這種類型的循環(huán)流化床燃煤鍋爐設(shè)計(jì)使得床溫控制相對(duì)容易，只需調(diào)整外部熱交換器的熱量輸入，就能調(diào)控床溫。在中國(guó)常見的循環(huán)流化床燃煤鍋爐中，通常不會(huì)配備額外的外部熱交換器，而是采用絕熱或蒸汽冷卻的高溫旋風(fēng)分離器。鍋爐的爐膛壁采用了水冷壁，底部的高熱負(fù)荷區(qū)域則覆蓋了高溫抗磨材料。在爐膛頂部設(shè)置了過(guò)熱器。這種鍋爐設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔高效，然而由于無(wú)法調(diào)整外部熱交換器的熱量來(lái)控制床溫，因此控制床溫的操作相對(duì)復(fù)雜。

2、目前在中國(guó)，鍋爐的管理主要依賴于手動(dòng)操作和開關(guān)控制這兩種手段。人工控制依賴于操作員根據(jù)其長(zhǎng)期的操作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行控制，這種方式往往難以提升控制精度或降低成本。開關(guān)式控制則根據(jù)設(shè)定的溫度標(biāo)準(zhǔn)來(lái)操作：設(shè)置一個(gè)溫度的上限和下限，如果實(shí)際溫度超出這個(gè)范圍，鍋爐就會(huì)啟動(dòng)加熱；如果在這個(gè)范圍內(nèi)，則停止加熱。這兩種方法都存在較大問(wèn)題，所以應(yīng)采取更適合的控制方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種基于模糊控制的火電廠循環(huán)流化床鍋爐床溫控制方法。

2、為實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)的目的所采用的技術(shù)方案是：

3、一種基于模糊控制的火電廠循環(huán)流化床鍋爐床溫控制方法，鍋爐床溫控制系統(tǒng)包括模糊pid控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、被控對(duì)象和檢測(cè)裝置，

4、所述檢測(cè)裝置與被控對(duì)象連接，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)被控對(duì)象的狀態(tài)，并將所述被控對(duì)象的狀態(tài)轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)；所述檢測(cè)裝置通過(guò)輸入接口與模糊pid控制器連接，用于將所述電子信號(hào)輸入模糊pid控制器，通過(guò)模糊pid控制器將電子信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)；所述模糊pid控制器通過(guò)輸出接口與執(zhí)行結(jié)構(gòu)連接，用于將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成實(shí)際控制指令；所述執(zhí)行結(jié)構(gòu)與被控對(duì)象連接，用于根據(jù)實(shí)際控制指令對(duì)被控制對(duì)象進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)；

5、所述火電廠循環(huán)流化床鍋爐床溫控制方法，包括以下步驟：

6、步驟1，對(duì)鍋爐床溫控制系統(tǒng)進(jìn)行建模，基于鍋爐床溫控制系統(tǒng)建模的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)模糊pid控制器；

7、步驟2，利用matlab軟件對(duì)步驟1建模的鍋爐床溫控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真測(cè)試，根據(jù)仿真測(cè)試結(jié)果對(duì)步驟1的模糊pid控制器的參數(shù)進(jìn)行調(diào)優(yōu)；

8、步驟3，輸入命令"fuzzy"激活步驟2調(diào)優(yōu)后的模糊pid控制器，生成一個(gè)mamdani類型的模糊pid控制器；

9、步驟4，將所述鍋爐床溫控制系統(tǒng)的建模數(shù)據(jù)輸入mamdani類型的模糊pid控制器，生成實(shí)際控制指令，并將實(shí)際控制指令輸出給被控對(duì)象，實(shí)現(xiàn)模糊pid控制被控對(duì)象。

10、在上述技術(shù)方案中，所述對(duì)鍋爐床溫控制系統(tǒng)進(jìn)行建模包括收集實(shí)際操作數(shù)據(jù)、并對(duì)鍋爐床溫控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和非線性特點(diǎn)進(jìn)行分析。

11、在上述技術(shù)方案中，所述根據(jù)仿真測(cè)試結(jié)果對(duì)步驟1的模糊pid控制器的參數(shù)進(jìn)行調(diào)優(yōu)包括：

12、將模糊pid控制器的參數(shù)與誤差e和誤差變化速率ec進(jìn)行模糊關(guān)聯(lián)，并實(shí)時(shí)監(jiān)控誤差e和誤差變化速率e的數(shù)值，根據(jù)誤差e和誤差變化速率e的數(shù)值調(diào)整模糊pid控制器的參數(shù)。

13、在上述技術(shù)方案中，所述模糊pid控制器包括模糊化、規(guī)則庫(kù)設(shè)計(jì)和解模糊三個(gè)部分，所述模糊化包括建模數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)，并將所述輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為模糊集合；所述規(guī)則庫(kù)設(shè)計(jì)包括定義模糊集合之間相應(yīng)的映射規(guī)則；所述解模糊包括將模糊化輸出的模糊集合轉(zhuǎn)化為實(shí)際的控制指令，并將所述實(shí)際的控制指令作為控制對(duì)象的輸入。

14、本發(fā)明的有益效果如下：

15、本發(fā)明的火電廠循環(huán)流化床鍋爐床溫控制方法具備自適應(yīng)參數(shù)調(diào)整功能的模糊pid控制器，能夠自動(dòng)優(yōu)化模糊pid控制器的參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)火電廠循環(huán)流化床鍋爐床溫更加精準(zhǔn)的控制。

技術(shù)特征：

1.一種基于模糊控制的火電廠循環(huán)流化床鍋爐床溫控制方法，其特征在于，鍋爐床溫控制系統(tǒng)包括模糊pid控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、被控對(duì)象和檢測(cè)裝置，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火電廠循環(huán)流化床鍋爐床溫控制方法，其特征在于，所述對(duì)鍋爐床溫控制系統(tǒng)進(jìn)行建模包括收集實(shí)際操作數(shù)據(jù)、并對(duì)鍋爐床溫控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和非線性特點(diǎn)進(jìn)行分析。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火電廠循環(huán)流化床鍋爐床溫控制方法，其特征在于，所述根據(jù)仿真測(cè)試結(jié)果對(duì)步驟1的模糊pid控制器的參數(shù)進(jìn)行調(diào)優(yōu)包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火電廠循環(huán)流化床鍋爐床溫控制方法，其特征在于，所述模糊pid控制器包括模糊化、規(guī)則庫(kù)設(shè)計(jì)和解模糊三個(gè)部分，所述模糊化包括建模數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)，并將所述輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為模糊集合；所述規(guī)則庫(kù)設(shè)計(jì)包括定義模糊集合

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于模糊控制的火電廠循環(huán)流化床鍋爐床溫控制方法，包括，對(duì)鍋爐床溫控制系統(tǒng)進(jìn)行建模，基于鍋爐床溫控制系統(tǒng)建模的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)模糊PID控制器；利用Matlab軟件對(duì)建模的鍋爐床溫控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真測(cè)試，根據(jù)仿真測(cè)試結(jié)果對(duì)模糊PID控制器的參數(shù)進(jìn)行調(diào)優(yōu)；輸入命令"fuzzy"激活調(diào)優(yōu)后的模糊PID控制器，生成一個(gè)Mamdani類型的模糊PID控制器；將所述鍋爐床溫控制系統(tǒng)的建模數(shù)據(jù)輸入Mamdani類型的模糊PID控制器，生成實(shí)際控制指令，并將實(shí)際控制指令輸出給被控對(duì)象，實(shí)現(xiàn)模糊PID控制被控對(duì)象。本發(fā)明的火電廠循環(huán)流化床鍋爐床溫控制方法具備自適應(yīng)參數(shù)調(diào)整功能的模糊PID控制器，能夠自動(dòng)優(yōu)化模糊PID控制器的參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)火電廠循環(huán)流化床鍋爐床溫更加精準(zhǔn)的控制。

技術(shù)研發(fā)人員：李賀志
受保護(hù)的技術(shù)使用者：一重集團(tuán)天津智能控制有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6