模糊控制与模糊前馈补偿相结合的热力除氧器的控制方法技术

本发明专利技术涉及一种模糊控制与模糊前馈补偿相结合的热力除氧器的控制方法，该方法分为两个主要控制通道，分别为液位控制通道和压力控制通道，每个通道都是单位负反馈，并将设定值与实际输出值之差（偏差）

Control method of thermodynamic deaerator combined with fuzzy control and fuzzy feedforward compensation

The invention relates to a control method of thermal deaerator fuzzy control and fuzzy feedforward compensation combination, the method is divided into two main control channel, respectively for the level control and pressure control channel, each channel is a unit negative feedback, and the set value and the actual output value of the difference (bias)

【技术实现步骤摘要】
模糊控制与模糊前馈补偿相结合的热力除氧器的控制方法
本专利技术涉及除氧器控制技术，特别是一种模糊控制与模糊前馈补偿相结合的热力除氧器控制方法。
技术介绍
作为保证电站发电机组安全运行重要设备的除氧器，在电力生产中起着非常重要作用，其主要用途是将锅炉循环水中的溶解氧除掉，减少氧气对设备的腐蚀。热力除氧器与真空除氧器和电化学除氧器相比，既可以节约热力电站的热能，降低废热排放污染，又可以高效地除去水、汽中的氧含量，避免氧对电站设备及管道的腐蚀，是热力电站、水泥厂及化工厂等生产企业除氧的首选设备。但由于热力除氧器的控制策略是一个较难攻克的研究课题，为了提高除氧器的工作性能，国内外许多科学家对除氧器的控制策略展开研究。传统的除氧器控制系统大多采用传统控制方式，比如PID控制，其控制效果难以令人满意。主要原因在于，传统控制要求被控对象必须能够用精确的数学模型来描述，而且必须是线性定常系统，对于换热过程复杂和多相流剧烈的除氧器系统来说，显然是非线性系统，难以找到精确的数学模型，目前只能用近似的线性模型，对于传统控制来说，不精确的数学模型必然产生不精确的结果。在被控对象数学模型难以取得或模型不精确的情况下，模糊控制算法是较好的选择。此外，热力除氧器的液位和凝泵出口压力，具有很强的耦合关系，为了提高系统的控制品质，必须实现解耦控制。传统的解耦技术，比如对角阵解耦、单位矩阵解耦、前馈补偿解耦等技术，由于其依赖于精确数学模型，控制品质难以保证。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种新的热力除氧器控制方法，来实现热力除氧器的液位(简称液位)和凝泵出口压力(简称压力)的控制，该方法可提高热力除氧器的控制品质。本专利技术所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本专利技术是一种模糊控制与模糊前馈补偿相结合的热力除氧器的控制方法，其特点是：(1)实现该控制方法的控制系统分为两个主要控制通道，分别为液位控制通道和压力控制通道；每个通道都是单位负反馈，并将设定值与实际输出值之差(偏差)e和偏差的变化率作为控制量；(2)在液位控制通道设置液位模糊控制器，其输入为液位偏差eh和偏差的变化率输出与压力控制通道的模糊前馈补偿控制器的输出相加，作为液位控制通道的控制量；(3)在液位控制通道设置液位模糊前馈补偿控制器，其输入为液位偏差eh和偏差的变化率输出与压力控制通道的压力模糊控制器的输出相加，作为压力控制通道的控制量；(4)在压力控制通道设置压力模糊控制器，其输入为压力偏差ep和偏差的变化率输出与液位控制通道的模糊前馈补偿控制器的输出相加，作为压力控制通道的控制量；(5)在压力控制通道设置压力模糊前馈补偿控制器，其输入为压力偏差ep和偏差的变化率输出与液位控制通道的液位模糊控制器的输出相加，作为液位控制通道的控制量。本专利技术所述热力除氧器，输出量为液位和压力，且二者互相耦合(关联)，在未加解耦控制系统时，当调节液位时压力会发生变化；当调节压力时液位会发生变化。所述液位模糊控制器，其输入量为设定值与实际输出值之差(偏差)eh和其偏差的变化率输出为液位的模糊控制量。所述液位模糊控制器，其中：所述液位偏差eh的变化范围为Eh＝[-ehmax,ehmax]，即液位偏差的基本论域；所述液位偏差变化率的变化范围为即液位偏差变化率的基本论域；所述输入量eh(液位偏差)，要通过量化因子Khe，量化为液位偏差模糊集合论域中对应的等级，然后作为液位模糊控制器的一个输入；所述输入量(液位偏差变化率)，要通过量化因子Khes，量化为液位偏差变化率模糊集合论域中对应的等级，然后作为液位模糊控制器的另一个输入；所述液位偏差的模糊集Xh和其变化率的模糊集取7个语言值{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}(其中，NB表示负大、NM表示负中、NS表示负小、ZO表示零、PS表示正小、PM表示正中、PB表示正大)，其隶属度函数曲线如附图2所示。本专利技术模糊控制与模糊前馈补偿相结合的热力除氧器的控制方法，其进一步优选的技术特征是：所述液位偏差的基本论域Eh和变化率的基本论域都被模糊化为12个区间，13个等级；所述液位偏差eh和变化率的模糊集论域都为[-6,6]；所述液位模糊控制器，所述液位偏差的基本论域Eh和变化率的基本论域其隶属度函数采用三角形函数；所述液位模糊控制器，其模糊推理采用Mamdani推理法；所述液位模糊控制器，解模糊采用最大隶属度法；所述液位模糊控制器，其输出要通过比例因子Khu精确化为精确量，作为液位的控制量。所述压力模糊控制器，其输入量为设定值与实际输出值之差(偏差)ep和其偏差的变化率输出为压力的模糊控制量。所述压力模糊控制器，其中：所述压力偏差ep的变化范围为Ep＝[-epmax,epmax]，即压力偏差的基本论域；所述压力偏差变化率的变化范围为即压力偏差变化率的基本论域；所述输入量ep(压力偏差)，要通过量化因子Kpe，量化为压力偏差模糊集合论域中对应的等级，然后作为压力模糊控制器的一个输入；所述输入量(压力偏差变化率)，要通过量化因子Kpes，量化为压力偏差变化率模糊集合论域中对应的等级，然后作为压力模糊控制器的另一个输入；所述压力偏差的模糊集Xp和其变化率的模糊集取7个语言值{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}；所述压力偏差的基本论域Ep和其变化率的基本论域都被模糊化为12个区间，13个等级；所述压力偏差ep和变化率的模糊集论域都为[-6,6]；所述压力模糊控制器，所述压力偏差的基本论域Ep和变化率的基本论域其隶属度函数采用三角形函数；所述压力模糊控制器，其模糊推理采用Mamdani推理法；所述压力模糊控制器，解模糊采用最大隶属度法；所述压力模糊控制器，其输出要通过比例因子Kpu精确化为精确量，作为压力的控制量。所述液位模糊前馈补偿控制器，其输入量为设定值与实际输出值之差(偏差)eh和其偏差的变化率输出为压力的模糊控制量。所述液位模糊前馈补偿控制器，其中：所述液位偏差eh的变化范围为Eh；所述液位偏差变化率的变化范围为所述输入量eh(液位偏差)，要通过量化因子Khe，量化为液位偏差模糊集合论域中对应的等级，然后作为液位模糊前馈补偿控制器的一个输入；所述输入量(液位偏差变化率)，要通过量化因子Khes，量化为液位偏差变化率模糊集合论域中对应的等级，然后作为液位模糊前馈补偿控制器的另一个输入；所述液位偏差的模糊集Xh和其变化率的模糊集取7个语言值{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}；所述液位偏差的基本论域Eh和变化率的基本论域都被模糊化为12个区间，13个等级；所述液位偏差eh和变化率的模糊集论域都为[-6,6]；所述液位模糊前馈补偿控制器，所述液位偏差的基本论域Eh和变化率的基本论域其隶属度函数采用三角形函数；所述液位模糊前馈补偿控制器，其模糊推理采用Mamdani推理法；所述液位模糊前馈补偿控制器，解模糊采用最大隶属度法；所述液位模糊前馈补偿控制器，其输出要通过比例因子Khuc精确化为精确量，作为压力的一个控制量。所述压力模糊前馈补偿控制器，其输入量为设定值与实际输出值之差(偏差)ep和其偏差的变化率输出为压力的模糊控制量。所述压力模糊前馈补偿控制器，其中：所述压力偏差ep的变化范围为Ep；所述压力偏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模糊控制与模糊前馈补偿相结合的热力除氧器的控制方法，其特征在于：(1)实现该控制方法的控制系统分为两个主要控制通道，分别为液位控制通道和压力控制通道；每个通道都是单位负反馈，并将设定值与实际输出值之差即偏差e和偏差的变化率

【技术特征摘要】
1.一种模糊控制与模糊前馈补偿相结合的热力除氧器的控制方法，其特征在于：(1)实现该控制方法的控制系统分为两个主要控制通道，分别为液位控制通道和压力控制通道；每个通道都是单位负反馈，并将设定值与实际输出值之差即偏差e和偏差的变化率作为控制量；(2)在液位控制通道设置液位模糊控制器，其输入为液位偏差eh和偏差的变化率输出与压力控制通道的压力模糊前馈补偿控制器的输出相加，作为液位控制通道的控制量；(3)在液位控制通道设置液位模糊前馈补偿控制器，其输入为液位偏差eh和偏差的变化率输出与压力控制通道的压力模糊控制器的输出相加，作为压力控制通道的控制量；(4)在压力控制通道设置压力模糊控制器，其输入为压力偏差ep和偏差的变化率输出与液位控制通道的液位模糊前馈补偿控制器的输出相加，作为压力控制通道的控制量；(5)在压力控制通道设置压力模糊前馈补偿控制器，其输入为压力偏差ep和偏差的变化率输出与液位控制通道的液位模糊控制器的输出相加，作为液位控制通道的控制量。2.根据权利要求1所述的模糊控制与模糊前馈补偿相结合的热力除氧器的控制方法，其特征在于：所述液位偏差的基本论域Eh和变化率的基本论域都被模糊化为12个区间，13个等...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑞明，穆永春，周渊深，吴迪，周晨阳，
申请(专利权)人：淮海工学院，连云港利源电力节能设备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32