专家模糊控制器的设计模糊控制器由于结构和知识表示两方面存在单一性,难以处理控制复杂系统所需要的启发性知识。将专家系统和模糊控制集成,有利于弥补上述之不足,而且能在线修正控制规则。
专家控制器组成专家控制器的各部分功能:知识库。存入控制的经验数据和由经验总结出的规则,并通过提取磨煤机长期运行所积累的信息和人的操作指令(通过人机接口输入),不断地补充和更新知识库的内容。
数据库。记录历史、中间和现状数据。推理机。根据数据库中的历史和现状数据,依据知识库中的规则进行运算和决策,且采用正向推理。基本控制级选取误差和误差的变化率作为控制器的输入量,根据不同的过程要求确定不同的模糊状态,如正大(PB)、正中(PM)、正小(PS)、零(ZO)、负小(NS)、负中(NM)、负大(NB),再由专家和运行人员的经验推理语义规则,即模糊条件语句,确定模糊控制器的状态表。
在每个采样周期重复以下步骤:(1)读入过程误差e(t),计算$e(t)及模糊量E、EC。(2)由E、EC查表找出对应的模糊控制量U.(3)由输出隶属函数反推得到控制器的输出精确量。
自学习调整规则的建立性能识别是专家系统工作的基础,它作为下一步推理的证据。但作为实时的专家模糊控制器,必须兼顾实时性和有效性原则,否则推理结论也是没有意义的。文献<2>提出的性能识别和实时推理更适合于像球磨机这类缓慢过程的控制系统。
变化量选择要兼顾专家模糊控制器的抗干扰能力和灵敏性。选择太大,有时反而会造成控制表的不恰当修正,甚至是错误的,从而降低系统抗干扰能力;相反,控制表得不到及时修正,造成控制器的灵敏性较差。恰当的$U和产生式规则,会使模糊控制规则不断改善,自适应过程的变化,使设计初期的控制效果变得更好。
制粉系统控制方案初步设计球磨机为一“三输入―三输出”的被控对象,分别通过调节给煤机转速、再循环风门开度和热风门开度来控制负荷、入口负压及出口温度。由于回路间信号严重耦合,系统采用了具有较好解耦性的分级控制策略,即首先控制负压不能太大或太小;其次控制出口温度在给定范围内;在保证安全运行的情况下,最后调节给煤量,使出力最大<3>。
入口负压调节入口负压一般由再循环风量调节。因为过程调节很快,且负压不要求无差调节,故可选择磨煤机入口负压P的精确值作为控制器的输入变量,输出变量为再循环风门开度的精确量,其控制规则集为:IFP 出口温度调节温度调节采用二输入―单输出的专家模糊控制器,输入语言变量是出口温度误差和误差变化率,输出语音变量是热风门开度。由于温度影响制粉系统的安全,所以用冷风门配合调节磨出口温度。如果热风门开度已到极限,此时温度仍然高出高限,则使用冷风门参与温度调节。冷风门的具体开度亦根据运行人员的经验整定。负荷调节负荷调节采用两级控制。给定值采用专家控制器分析寻找最佳值;而模糊控制器调节负荷,跟踪给定值。