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基于模糊控制器的蒸汽发生器水位实时监控系统
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2009-07-30
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本文设计了一个模糊控制系统，用来实时控制蒸汽发生器的水位，系统硬件以DSP 为核心，软件采用Fuzzy TECH 软件，应用模糊推理理论建立了模糊推理规则。系统具有显示、报警、参数校正、通讯等功能，能够保证蒸汽发生器的水位控制不受“虚假水位”的影响，并能快速达到并稳定于水位设定值。
蒸汽发生器水位控制是保证蒸汽发生器正常运行的重要条件。蒸汽发生器内的水是沸腾的，水位传感器在汽泡层（水汽混合层）采样水位，显示对应的水位高度。影响水位高度的主要参数是蒸汽发生器的给水流量和蒸汽流量。理论上，当给水流量增加时，水位高度增加；当蒸汽流量增加时，水位高度降低。然而，在系统实际工作过程中，均会出现“虚假水位”的现象，同时，“虚假水位”的幅值和持续的时间取决于实际的环境和给水的温度。“虚假水位”现象给传统的 PID 控制算法带来麻烦，本文所设计的控制系统能够控制蒸汽发生器中的水位高度，使其不受“虚假水位”的影响而快速达到稳定。以往传统的PID 算法，其系统响应时间与超调之间存在着难以解决的矛盾，过渡过程时间较长。而模糊控制最大的优点在于响应速度快，对被控对象参数变化适应能力强，缺点是由于模糊等级所限，稳定精度不够[1-2]。
为了克服此缺点，在充分分析了对象后，凭借大量的运行操作经验，同时借助于德国Inform 公司的Fuzzy TECH 软件[3]作为模糊控制器的开发环境，建立了模糊控制规则库，并利用该软件系统提供的分析与优化工具对模糊控制规则和隶属函数进行离线优化以及模糊逻辑运算，大大降低了设计模糊控制器的工作量，提高了设计效率和质量。
蒸汽发生器水位控制是保证蒸汽发生器正常运行的重要条件。蒸汽发生器内的水是沸腾的，水位传感器在汽泡层（水汽混合层）采样水位，显示对应的水位高度。影响水位高度的主要参数是蒸汽发生器的给水流量和蒸汽流量。理论上，当给水流量增加时，水位高度增加；当蒸汽流量增加时，水位高度降低。然而，在系统实际工作过程中，均会出现“虚假水位”的现象，同时，“虚假水位”的幅值和持续的时间取决于实际的环境和给水的温度。“虚假水位”现象给传统的 PID 控制算法带来麻烦，本文所设计的控制系统能够控制蒸汽发生器中的水位高度，使其不受“虚假水位”的影响而快速达到稳定。以往传统的PID 算法，其系统响应时间与超调之间存在着难以解决的矛盾，过渡过程时间较长。而模糊控制最大的优点在于响应速度快，对被控对象参数变化适应能力强，缺点是由于模糊等级所限，稳定精度不够[1-2]。
为了克服此缺点，在充分分析了对象后，凭借大量的运行操作经验，同时借助于德国Inform 公司的Fuzzy TECH 软件[3]作为模糊控制器的开发环境，建立了模糊控制规则库，并利用该软件系统提供的分析与优化工具对模糊控制规则和隶属函数进行离线优化以及模糊逻辑运算，大大降低了设计模糊控制器的工作量，提高了设计效率和质量。
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