智能PID設計與其在鍋爐主汽溫控制的應用

　　摘 要：提出了智能PID設計與其在鍋爐主汽溫控制的應用，對象模型的變化體現在增益、時(shí)間常數和階次三個(gè)方面。增益變化對調節系統品質(zhì)影響最大，時(shí)間常數次之，階次通?？梢哉J為不變。若能確定調節對象模型中增益和時(shí)間常數對指導信號的函數關(guān)系，這種函數關(guān)系可用于確定PID調節器參數，從而實(shí)現帶指導信號的PID調節器，這種調節器可保持調節系統性能指標在變工況下近似不變。這種方法通過(guò)擴展線(xiàn)性控制理論來(lái)解決非線(xiàn)性控制問(wèn)題，且方便使用。與模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )控制相比，這種方法更容易應用于工程實(shí)踐。
　　關(guān)鍵詞：智能PID調節器；主氣溫；控制，設計
　　
　　1 引入指導信號的必要性
　　
　　PID調節器對調節對象進(jìn)行調節所采用的信號為誤差信號、誤差微分信號和誤差積分信號，通常對這三個(gè)信號的定義域沒(méi)有限定。當調節對象數學(xué)模型發(fā)生變化時(shí)（比如增益變化），對于相同數值的誤差信號、誤差微分信號和誤差積分信號，PID調節器無(wú)法分辨出對象數學(xué)模型的變化。即從誤差信號、誤差微分信號和誤差積分信號無(wú)法分辨出變化的原因是由干擾引起的還是由對象模型變化共同引起的。因此對誤差信號、誤差微分信號和誤差積分信號進(jìn)行的任何再加工和處理都無(wú)法獲得關(guān)于對象模型變化的信息，也就無(wú)法設計出具有對象模型變化適應能力的調節器。
　　設計具有對象模型變化適應能力的調節器所需要的信息要比設計針對固定模型的調節器所需要的信息要多，需要引入新變量，利用新變量來(lái)識別調節對象模型的變化。
　　對象模型的變化體現在增益、時(shí)間常數和階次三個(gè)方面。增益變化對調節系統品質(zhì)影響最大，時(shí)間常數次之，階次通?？梢哉J為不變。若能確定調節對象模型中增益和時(shí)間常數對指導信號的函數關(guān)系，根據調節器工程整定方法就可確定PID調節器參數與指導信號的函數關(guān)系，從而實(shí)現帶指導信號的PID調節器，這種調節器可保持調節系統性能指標在變工況下近似不變。
　　
　　2 PID調節器參數的確定方法
　　
　　
　　3 應用示例
　　
　?。?）火電廠(chǎng)主汽溫調節系統。
　　火電廠(chǎng)主汽溫調節對象是大慣性熱工對象，階次高。為了提高火電機組的經(jīng)濟性和安全性，通常對主汽溫調節系統提出較高的性能指標，比如亞臨界鍋爐要求暫態(tài)偏差不能超過(guò)±8℃，穩態(tài)偏差不能超過(guò)±2℃。
　　帶指導信號的主汽溫調節系統如圖1所示。內回路采用P調節器，外回路采用PID調節器，G02（s）為導前區傳遞函數，G01（s）為惰性區傳遞函數，