焦炉集气管压力模糊_PID控制系统设计

1、焦炉集气管压力模糊pid控制系统设计周国平青岛科技大学 ，山东青岛266000要 本文针对焦炉集气管压力的特点 ，设计了参数自整定模糊 pid 控制器 ，并利用 matlab/simulink 实现摘了该控制器的计算机仿真。结果表明了所设计的这种控制方法具有快速、准确的特点 ，从而提高了控制性能。关 键 词 模糊逻辑控制 ；pid 控制 ；仿真中图分类号 tq522.15文献标识码 a文章编号 1674-6708（2010）15-0114-020 引言焦炉是焦化生产的主要设备 ，保证集气管压力的稳定是焦 炉正常生产的主要指标。本文采用的控制方法是将模糊控制和 pid 控制结合起来 ，运用模糊控

2、制的基本原理和方法 ，实现对 pid 参数的最佳调整 ，也就是模糊 pid 控制。1 焦炉集气管模糊 pid 参数自整定控制系统设计模糊控制系统是一种自动控制系统 ，它是以模糊数学、模 糊语言形式的知识表示和模糊逻辑推理为理论基础 ，采用计算 机控制技术构成的一种具有闭环结构的数字控制系统。定义 kp，ki，kd 参数调整算式如下 ：式中 n 表示负、p 表示正、b、m、s、z0 分别表示大、中、小和零。模糊控制规则表的每一条语句都决定一个模糊关系 ，它们 共有 49 条 ，例如 r1、r49 计算为 ：r1 = ( nb)e ( nb)ec (pb)kt ( nb)k (ps )kpid（1

3、.8）r49 = (pb)e (pb)ec ( nb)kt (pb)k (pb)kpidkp=kp0+ kpkd=kd0+ kdki= ki0+ ki（1.1）（1.9）通过 49 个模糊关系 ri(i=1，2，3，49) 的“并“运算 ， 可获得调整参数控制规则的总的模糊关系 r，即49式中 kp，ki，kd 是 pid 控制器的参数 ，kp0，ki0，kd0是 kp，ki，kd 的初始参数 ，它们通过 zigeler 一 nichols 设定 公式得到 ，然后将它们模糊化得到 e 和 ec，通过查询 fuzzy 调整矩阵即可得到 kp，ki，kd 三个参数的调整量 kp， ki， kd 以

4、完成对控制器参数的调整。本系统采用的 pid 初始参数的设定方法为 ziegler-nichols，整定公式为r = r r l r r =r48 49 u i1 2i =1（1.10）以上模糊关系运算均可离线进行。如果偏差和偏差变化率 分别取 e 和 ec，用重心法解模糊有 ：1 .2 t= 0 .5t i = 2 tdk=pk kp1= 0.2 0.45+0.5 0.8+11.2 = 0.99（1.2）k ki =p0.2+0.5+1k d = k ptdti（1.3）kkp49= 0.2 0.45+0.5 0.8+11.2 = 0.99本系统中控制对象的传递函数为 ：0.2+0.5+14

5、e2 sg(s) =（1.4）3.3s + 1（1.11）对于每一组输入变量 e、ec，应用以上规则和推理方法 ，可得出对应的 kp、 ki、 kd。2 基于 matlab 对控制系统的仿真和分析k = 4,t = 3.3, = 2（1.5）通过上述设定公式得到 ：kp0=0.1 ki0=0.11 kd0=0.01 确定 e、ec 的模糊论域为 ：参数自整定 pid 控制器参数 kp、 k 、 k 随时间 tid（1.6）变化曲线如图 2.12.3 所示。e（-0.5，1）、ec（-0.8，0.5）、 kp（-1，1.2）、 ki（-0.3，0.7）、 kd（-0.4，0.8）误差和误差变化率

6、的模糊量（语言变量）e 和 ec 的模糊子集分别为 ：e、ec、 kp、 ki、 kd nb，nm，ns，z0，ps，pm，pb（1.7）（上接第116页）1m，高 0.2m，横坡 2% 的大台阶 ，以便与以后的回填土咬合。3）施工单位必须组织专门的队伍对桥涵回填进行施工 ， 并派专人层层监督检查 ，严把材料质量关 ，加大管理力度 ，驻 地监理要旁站 ，严把质量关。4）消灭压实盲区 ，在回填范围外挖台阶与桥头同步填筑 碾压。用震动式压路机碾压及小型机械震动夯夯实。靠近构造 物 50cm 附近采用小型压实机械 ，较宽部位采用大型压实机具 ， 避免震动式压路机损伤桥涵构造物。3.4 采用土工格栅加

7、筋桥头填土在桥头路基填土中采用土工格栅加筋提高路基的强度和稳 定性 ，可以限制路基施工后沉降。施工时将格栅锚固于桥台侧 面 ，使路基与桥台连接从自由端变成铰接端 ，路基填土的沉降 曲线从桥头处逐渐向外增加 ，避免在桥头衔接处产生突变 ，即 可达到减缓桥头跳车的目的。4 结论随着经济建设不断发展 ，对公路的要求越来越高。施工质 量的优劣关系到能否达到预期目的。只有树立牢固的质量意识， 健全和落实工程监理制度 ，加强质量监督 ，严格按照设计图及 有关施工规范进行施工 ，工程质量才能有保证。在施工中只有 不断地学习、及时总结经验教训 ，才能使技术水平得到不断提 高。2.2 ki 随时间 t 变化曲线

8、2.3 kd 随时间 t 变化曲线参数自整定 pid 控制器参数 kp、 ki、 kd 随时间 t 变化曲线 ，如图 2.12.3 所示。可以看出 kp、 ki、 kd 在 20s 后都趋近于 0。3 结论从以上仿真分析可以看出 ，在线参数自整定模糊 pid 控 制 ，虽然有效抑制了控制初期系统的超调量 ，但是调节时间变 化不是很大 ，还需要改进这一控制系统 ，使调节时间缩短。参考文献1张铭钧.智能控制技术m.哈尔滨:哈尔滨工程大学出 版社,2006.2李国勇.智能控制及其matlab实现m.北京:电子工业 出版社,2005.3谢克明.自动控制原理m.北京:电子工业出版社,2004,7.参考文

9、献1高建华.浅谈如何控制农村公路混凝土路面施工质 量.中国西部科技j,2008,6(131):33-34.2黄一滨,吕子强,张德会.影响水泥混凝土路面施工质量 的因素.黑龙江交通科技j,2001,1(89):23-24.（上接第111页）探测 ，将有一个较大的飞跃。环保信息的探测将有所涉及和发展。使用物探成果的地质、工程、环保专业技术人员 ，对物探 取得的信息将十分了解 ，对其成果资料能运用自如 ，物探专业 技术人员也必将十分了解地质、工程、环保对物探的要求 ，专 业之间互相渗透已是趋势 ，但专业之间不能互相取而代之。对 不同的信息技术 ，应采取不同的技术方法和仪器设备。应当有 探测之间的厘米

10、级精度仪器 ，也应当有探测千米以上的仪器 ， 仪器的探测深度与精度要求不能两全。物探是地质调查工作中技术含量高、技术更新快的重要学 科 ，是地质勘查关键的核心技术之一 ，是提高地球认知、地质 调查、资源勘查、灾害预警和地学研究水平的主要勘查技术 ， 是我国铁路工程地质勘察工作的重要组成部分 ，将大大推动铁 路工程岩土勘探与岩土工程测试技术面貌的改变。4 结论程物探具有工作效率高、成本低、周期短、见效快等优点。 实践表明 ，在铁路工程地质勘察的规划、可行性研究、初步设计及技施等阶段 ，根据其地质、地貌特点 ，因地制宜地采用物探方法 ，配合必要的钻探、坑槽探等工作 ，物探一定能取得较 好的地质效果

11、。随着科学技术的不断发展 ，物探理论的不断完 善和仪器设备的更新以及物探方法手段的多样化 ，物探技术必 将在铁路建设事业中发挥重要的作用。参考文献1皮开荣,等.综合物探方法在公路隧道无损检测中的应 用,物探装备2005.2王贵山.综合勘察技术在地铁勘察中的应用科技 风,2009(4).3tb10012-2001.j124-2001.铁路工程地质勘查规范s. 4王振东.浅层地质勘探应用技术m.北京:地质出版社,2004:98-101. 5龚育龄,汤洪志,王良书,等.自然电场法在工程勘查中的应用j.工程勘察,2001(6).115 20103（下）科技传播file:/d|/我的资料/desktop/新建文本文档.txtappliance error (configuration_error)your request could not be p