燃氣燃油鍋爐模糊邏輯控制器的設計

　我國大部分的燃油燃氣鍋爐控制系統與燃燒機的控制單元基本呈分離狀態，其基本控制功能未有機結合。根據對鍋爐控制系統進行分析，只有對燃燒機進行優化反饋控制，才能充分發揮鍋爐、燃燒機的功效和潛力，提高系統的運行效率因而鍋爐運行效率提高的關鍵在于燃燒控制系統的完善、系統配套技術和經濟燃燒的控制策略。

　　2鍋爐系統經濟運行優化分析評估與控制策略的確定根據傅立葉熱力學理論，爐膽理論燃燒溫度與進風量燃料量成正比，同時也與過量空氣系數成正比因此，爐膽理論燃燒溫度與效率存在著極值關系，如能控制爐膽溫度達到這一極值區域，就能得到較高的效率但系統影響因素較多：按鍋爐用途有采暖熱水、飲用水等；按不同的運行環境和輔助機構配備燃燒模式有多級式、多級比例式、多級比例調節式MM微調節及EGA煙檢調節控制等；按燃燒控制測控參數有溫度、濕度、氧量、過熱保護、水位油位、大小火焰控制、電氣控制（油泵、冷水泵、熱水泵等）在實際的燃油燃氣鍋爐控制中，最重要的參數是燃燒室內平均溫度，實際測量參數為爐內水或媒質水溫度、排煙溫度、排煙含氧量等通過對水溫、爐壓、排煙溫度、含氧量COCO2Nx等的檢測，反饋控制燃料量和進風量，控制過量空氣系數，煙溫及各種氣體量在最佳范圍，達到鍋爐系統經濟運行的目的。確的數學模型；②采用比例因子進行參數整定的控制器，有利于實現參數的自適應；③利用非線性控制，當對象的參數發生變化時，有較強的適應性根據控制對象的特征，采用模糊控制技術可獲得較為理想的效果3控制器設計的技術途徑①確定模糊控制器的結構，即確定關鍵的輸入、輸出量，②輸入、輸出變量的模糊化，即把輸入、輸出的精確量轉化為對應的語言變量的模糊集模糊集通�？砂础柏摯�，負中，負小，零，正小，正中，正大”的方式劃分。③模糊推理決策算法的設計，即根據模糊控制規則進行模糊推理，并決策出輸出模糊量④對輸出模糊量進行模糊判決，完成其模糊量到精確量的轉化判決的方法主要有：最大隸屬度法、取中位數法、加權平均法等⑤對于多參數的非線性系統，基于人腦和經驗的模糊邏輯的控制語言，才能真正實現智能和精確控制在多級控制策略中溫度參數為一級，排煙含氧量為二級，其他參數為三級各級具有不同的優先權，其中一級為最高。

　　4模糊控制器設計介紹4.1模糊控制器結構的設計通過對不同鍋爐應用系統運行的充分研究分析，對象系統具有多輸入、多輸出的大時滯、魯棒性強多參數的復雜過程模糊特征由熱力分析得知，鍋爐控制主要參數為爐內溫度和煙氣含氧量。對已匹配鍋爐系統，直接測量爐內火焰平均溫度很困難，根據熱力學定律，對有效吸熱量的特征參數一媒質水溫度及排煙含氧量進行測量。將輸入簡化為溫度、服電機的控制，設其分別為UA，特征控制系數的空氣燃料比為B，則B=A/U又因AU兩參數之間存在一確定函數關系，即U唯一確定A，B值由燃燒設備設計確定，并依據燃料、海拔高度以及排煙含氣量等因素而通過燃燒機控制器設定及調整。據此對燃氣燃油鍋爐系統采用多輸入二參數輸出的控制手段。鑒于溫度、排煙含氧量二參數的模糊化和推理、決策算法原理相同，為便于討論僅對一級溫度參數進行討論，模糊控制器理論模型可進一步簡化為：輸入變量為溫度的偏差e及偏差變化率e.，輸出控制僅為燃料門開度特征值u4.2輸入、輸出變量的模糊化和推理、決策算法的設計在經過大量的實驗和測取后，取溫度偏差e和溫度差的變化率的模模糊集為：-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6，實際的偏差和偏差變化率的變化范圍一般均不在的整數。

　　同前控制算法的設計，根據控制原理引用兩個流量配比因子作為模糊控制參數。溫度控制的模糊語言規則形式為：“如果e正大且ec正大，則u正大”。

　　4.2.1不同力口溫區間的考慮在快速加溫區，溫度偏差可能大一些；在慢速加溫區精度要求高一些，偏差要小一些針對不同要求，若要全部滿足，最簡單的辦法就是將量化等級數目增加，但這樣會使查詢的結構過于復雜為更好解決這一問題，同時又能使用相同的控制規則狀態表，以減小系統開銷，我們對偏差e偏差變化率ec及控制量u引用比例因子。設在偏差大的場合為；在偏差小的場合為，b<為使用相同的論域引入比例因子為K，且b=a，存儲這樣的結果，可在不同的加溫區間使用相同的存儲單元這樣既可避免使用更多的存儲單元以減少計算量，且能滿足不同區間的精度要求4.22模糊控制參數的自整定設偏差量化因子為ke，偏差變化率的量化因子為kv，控制量的量化因子為ku，由自整定的原則為：當偏差或偏差變化率較大時，進行粗調控制山這時可以降低對e和e.的分辨率，采用較大的控制變化量，以縮小kekv和放大ku當e*e.較小時，也即系統已接近穩態，實行5系統的結構和控制原理該系統采用兩級控制方案，燃燒機風門、燃料閥的伺服機構為一級（模糊控制內核），外圍設備如：泵、閥為二級模糊控制算法包括兩個部分，首先計算離線查詢表，然后在控制過程中在線計算輸入變量，先將他們作模糊化處理，從而得出控制決策軟件采用模塊化結構和抗干擾措施，系統設計以經濟運行為基礎為控制邏輯原理圖采暖期燃料總消耗量是燃耗量對時間的積分，根據供熱要求和使用環境狀態，輸入熱功率一時間曲線的特征參數、環境溫度、海拔高度等，模糊控制器根據實時參數測量結果，控制各個對象，從而達到經濟運行的目的。