燃气燃油锅炉模糊逻辑控制器的设计

燃气燃油锅炉模糊逻辑控制器的设计

我国大部分的燃油燃气锅炉控制系统与燃烧机的控制单元基本呈分离状态，其基本控制功能未有机结合。根据对锅炉控制系统进行分析，只有对燃烧机进行优化反馈控制，才能充分发挥锅炉、燃烧机的功效和潜力，提高系统的运行效率因而锅炉运行效率提高的关键在于燃烧控制系统的完善、系统配套技术和经济燃烧的控制策略。

　　2锅炉系统经济运行优化分析评估与控制策略的确定根据傅立叶热力学理论，炉胆理论燃烧温度与进风量燃料量成正比，同时也与过量空气系数成正比因此，炉胆理论燃烧温度与效率存在着极值关系，如能控制炉胆温度达到这一极值区域，就能得到较高的效率但系统影响因素较多：按锅炉用途有采暖热水、饮用水等；按不同的运行环境和辅助机构配备燃烧模式有多级式、多级比例式、多级比例调节式MM微调节及EGA烟检调节控制等；按燃烧控制测控参数有温度、湿度、氧量、过热保护、水位油位、大小火焰控制、电气控制（油泵、冷水泵、热水泵等）在实际的燃油燃气锅炉控制中，最重要的参数是燃烧室内平均温度，实际测量参数为炉内水或媒质水温度、排烟温度、排烟含氧量等通过对水温、炉压、排烟温度、含氧量COCO2Nx等的检测，反馈控制燃料量和进风量，控制过量空气系数，烟温及各种气体量在最佳范围，达到锅炉系统经济运行的目的。确的数学模型；②采用比例因子进行参数整定的控制器，有利于实现参数的自适应；③利用非线性控制，当对象的参数发生变化时，有较强的适应性根据控制对象的特征，采用模糊控制技术可获得较为理想的效果3控制器设计的技术途径①确定模糊控制器的结构，即确定关键的输入、输出量，②输入、输出变量的模糊化，即把输入、输出的精确量转化为对应的语言变量的模糊集模糊集通常可按“负大，负中，负小，零，正小，正中，正大”的方式划分。③模糊推理决策算法的设计，即根据模糊控制规则进行模糊推理，并决策出输出模糊量④对输出模糊量进行模糊判决，完成其模糊量到精确量的转化判决的方法主要有：最大隶属度法、取中位数法、加权平均法等⑤对于多参数的非线性系统，基于人脑和经验的模糊逻辑的控制语言，才能真正实现智能和精确控制在多级控制策略中温度参数为一级，排烟含氧量为二级，其他参数为三级各级具有不同的优先权，其中一级为最高。

　　4模糊控制器设计介绍4.1模糊控制器结构的设计通过对不同锅炉应用系统运行的充分研究分析，对象系统具有多输入、多输出的大时滞、鲁棒性强多参数的复杂过程模糊特征由热力分析得知，锅炉控制主要参数为炉内温度和烟气含氧量。对已匹配锅炉系统，直接测量炉内火焰平均温度很困难，根据热力学定律，对有效吸热量的特征参数一媒质水温度及排烟含氧量进行测量。将输入简化为温度、服电机的控制，设其分别为UA，特征控制系数的空气燃料比为B，则B=A/U又因AU两参数之间存在一确定函数关系，即U唯一确定A，B值由燃烧设备设计确定，并依据燃料、海拔高度以及排烟含气量等因素而通过燃烧机控制器设定及调整。据此对燃气燃油锅炉系统采用多输入二参数输出的控制手段。鉴于温度、排烟含氧量二参数的模糊化和推理、决策算法原理相同，为便于讨论仅对一级温度参数进行讨论，模糊控制器理论模型可进一步简化为：输入变量为温度的偏差e及偏差变化率e.，输出控制仅为燃料门开度特征值u4.2输入、输出变量的模糊化和推理、决策算法的设计在经过大量的实验和测取后，取温度偏差e和温度差的变化率的模模糊集为：-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6，实际的偏差和偏差变化率的变化范围一般均不在的整数。

　　同前控制算法的设计，根据控制原理引用两个流量配比因子作为模糊控制参数。温度控制的模糊语言规则形式为：“如果e正大且ec正大，则u正大”。

　　4.2.1不同力口温区间的考虑在快速加温区，温度偏差可能大一些；在慢速加温区精度要求高一些，偏差要小一些针对不同要求，若要全部满足，最简单的办法就是将量化等级数目增加，但这样会使查询的结构过于复杂为更好解决这一问题，同时又能使用相同的控制规则状态表，以减小系统开销，我们对偏差e偏差变化率ec及控制量u引用比例因子。设在偏差大的场合为；在偏差小的场合为，b<为使用相同的论域引入比例因子为K，且b=a，存储这样的结果，可在不同的加温区间使用相同的存储单元这样既可避免使用更多的存储单元以减少计算量，且能满足不同区间的精度要求4.22模糊控制参数的自整定设偏差量化因子为ke，偏差变化率的量化因子为kv，控制量的量化因子为ku，由自整定的原则为：当偏差或偏差变化率较大时，进行粗调控制山这时可以降低对e和e.的分辨率，采用较大的控制变化量，以缩小kekv和放大ku当e*e.较小时，也即系统已接近稳态，实行5系统的结构和控制原理该系统采用两级控制方案，燃烧机风门、燃料阀的伺服机构为一级（模糊控制内核），外围设备如：泵、阀为二级模糊控制算法包括两个部分，首先计算离线查询表，然后在控制过程中在线计算输入变量，先将他们作模糊化处理，从而得出控制决策软件采用模块化结构和抗干扰措施，系统设计以经济运行为基础为控制逻辑原理图采暖期燃料总消耗量是燃耗量对时间的积分，根据供热要求和使用环境状态，输入热功率一时间曲线的特征参数、环境温度、海拔高度等，模糊控制器根据实时参数测量结果，控制各个对象，从而达到经济运行的目的