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汽轮机模糊控制逻辑

什么是模糊控制?

设计了一种简单的模糊控制器。不像基于观察者的方法,没有使用数学模型。模糊控制器采用模糊控制逻辑。控制策略是通过制定保持系统处于直立位置所需执行的任务而产生的。

控制器由以下三部分组成:

•Fuzzifier
•推理网络
•Defuzzifier

模糊能器将一个清晰的值转换成一个模糊值。数学上可以表示为:

其中n为受清晰值x影响的模糊集的个数,x = [-L, L]和u(x), I[0,1]为第I个模糊集的相容度。a1 ai [0,1]V/ I描述了模糊化算子,在这种情况下,其乘积是
的相容性和隶属度函数。然后推理网络提供模糊输出值u(f)。模糊输出u(f)是推理网络中所有规则的累计输出。

汽轮机模糊控制器:

在这个可行性研究中,模糊逻辑速度控制器必须应用于汽轮机。比较了模糊控制与常规PID控制的效率。作为这个比较的基础,我们使用了一个数学模型的涡轮机,这已经在一个真实的涡轮机上得到了很好的验证,与PID控制的设计有关。为该模型设计了一个简单的模糊控制器。

为了评估所得到的模糊控制结果,我们通过仿真研究了由于突然负荷减少100%而引起的转速阶跃响应,以及对涡轮参数变化的鲁棒性。

控制任务可分为两部分:

1.汽轮机转速控制;
2.涡轮的压力控制。

在汽轮机的速度控制中,以下两项工作是主要的兴趣:

  • 涡轮上升到公称转速;
  • 以标称速度捕捉突然的负载减少。

为了研究第二个任务,我们使用了汽轮机的动态模型和PID控制的概念。从图中可以看出,模糊控制的水轮机由于突然减负荷而产生的超调量远远小于pid控制的水轮机的超调量。仿真结果表明,即使是相对简单的模糊逻辑控制算法也能比PID控制器产生更好的控制效果。

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