摘　要：针对一般预测函数控制中模型失配的情况，提出了用模糊推理对控制量进行补偿的解决方案。并将基于模糊补偿的预测函数控制应用于链条锅炉燃烧控制系统，通过系统仿真，结果表明这种控制器具有较强的鲁棒性、适应性和较高的控制精度。
关键词：模糊推理；预测函数控制；锅炉控制；连续系统仿真；生物质燃烧机

0　前言　　

工业锅炉是工业生产中普遍使用的动力设备，是能源转换的重要设备之一。工业锅炉的燃烧控制直接与节能有关，因而是锅炉控制系统的关键，对安全经济运行具有十分重要的意义。

预测函数控制(Predictive Functional Control简称PFC)方法是基于预测控制原理控制研究中发展起来的一种新型的预测控制算法[1]。单纯采用预测模型进行过程输出值的预测只是一种理想的方式，因为实际过程中存在非线性、时变以及干扰等因素，基于预测模型得到的输出预测值不可能与实际完全相符，当模型失配严重时，甚至可能从根本上破坏控制的稳定性。为了更好地提高预测函数控制的鲁棒性，文中尝试用模糊推理的方式对误差进行补偿，即 控制量为预测函数控制量与模糊补偿量之和，其控制结构如图1所示。把该算法应用于锅炉燃烧控制系统设计中，通过仿真，说明该算法是有效的。
1　产业汽锅燃烧体系及其控制　　
产业汽锅的燃烧历程是一个具有强滋扰的非线性、时变多变量历程，可以分为蒸汽压力、烟气含氧量及炉膛负压3个回路。
蒸汽压力通常要求稳固在一个设定值相近，以是选择汽压为被控量，控制量是控制锻条速率的滑差电机转速，为降服负荷变革对蒸汽压力的影响，引入均匀蒸汽流量作为前馈信号。由于在燃烧历程中受煤质的影响，时延较大且偶然变，为此，得当选取了控制隔断等项。
送风与引风对付汽锅的燃烧是至关重要的。送风、引风与给煤共同很好，才气到达最佳燃烧和进步汽锅热服从的目标。送风回路以烟气含氧量作被控量，送风挡板开度作控制量。引风回路以炉膛负压作被控量，引风挡板开度为控制量。为降服给煤量的变革对烟气含氧量的影响，引入蒸汽压力控制量作为送风通道的前馈信号。为使煤可以大概宁静燃烧，要求烟气含氧量与负压连结在一个得当值相近，通常要求含氧量较低，负压为微负压。
链条炉燃烧体系是一个庞大的3输入、3输出工具，输出量有：汽锅出口蒸汽压力PM、烟气含氧量O2％、炉膛负压ST；输入量有：给煤量M、送风量V、引风量S，并且各量之间存在着联系关系。对现实工具举行深入研究后不难发明，炉膛负压重要受送风和引风的影响，而其他各量对它的影响都很小，因而可以把炉膛负压作为带送风前馈的单回路控制体系处置处罚。如许，链条炉燃烧体系就简化为22工具，
2　预测函数控制　　
预测函数控制(PFC)具有一样通常预测控制的3大特点：预测模子、转动优化、反馈校正，而它与其他预测控制算法的最大区别是注意控制量的布局情势，以为控制量与一组相应于历程特性和跟踪设定值的函数有关。因此每临时候盘算的控制量即是一组事先选定的函数线性组合而成，这些函数称为基函数。用这些基函数的已知历程相应，通过对目标函数举行优化盘算得到各基函数的权系数而求出相应的控制量。
为了算法实现的方便，PFC的预测历程模子接纳分离状态方程情势的参数模子。
控制量被看成是基函数的线性组合，基函数的 选择与历程的特性和跟踪设定值有关。
此中：u(k＋i)为在k＋i时候的控制量；
fn(i)为第i个采样周期时基函数的取值；
N为基函数的个数；
P为预测优化时域长度；
μn为线性组合系数，需优化盘算。
为防备出现控制量剧烈变革和超调等征象，需引入一条在预测时域内的指数曲线作为参考轨迹。　　
预测函数控制的优化目标函数是使得在选定的预测时域的拟合点上，预测历程输出与参考轨迹值差值的平方和最小。
3　含糊赔偿　　
设e(k)和ec(k)为k采样时候历程输出的毛病和毛病变革率，历程存在d步纯时延，则含糊赔偿控制量由e(k＋d)和ec(k＋d)确定。e(k＋d)和ec(k＋d)可由预测模子和参考轨迹算出。
两个输入含糊变量和输出控制赔偿量Δu的从属函数形状均为三角形。接纳不均匀漫衍有助于进步体系的控制精度，共有7个含糊子集：PB，PM，PS，ZE，NS，NM，NB。通过重心法解含糊可求出Δu，将求出的含糊赔偿控制量与预测函数控制量相加即为历程输入控制量。
4　基于含糊赔偿的预测函数控制器实现　　
接纳递推时变忘记因子的最小二乘法，在线递推辨识参数，可以大概包管辨识参数既能顺应体系的迟钝变革，又不会产生发作征象。每个采样隔断完成一次递推参数辨识，得到预计模子，凭据该预计模子，可以得到基于含糊赔偿的预测函数控制器的控制信号u(k)，并将这次算出的控制量作为被控历程的输入，一定产生与之相对应的输出，然后再举行采样输入输出数据辨识参数。
5　汽锅燃烧体系一连体系仿真　　
仿真使用CSS(Continuous SystemSimulation)的要www.ranshoaji888.com领，它是一种基于信号流图的体系仿真要领，它把模仿盘算机模块化编程布局的头脑纳入到数字控制体系仿真的编程中来，具有及时性能好、精度高等特点。　　
该文基于20t/h链条炉燃烧工具的数学模子(见文献[2])举行仿真，全部控制和仿真软件在IBM－PC机上用C语言体例完成。辨识接纳时变忘记因子的最小二乘法。
仿真效果：
当Pm、O2％给定值稳定，蒸汽流量D作10％阶跃变革时，Pm、O2％跟踪控制历程曲线。
6　结论　　
该文所提出的工业锅炉燃烧历程的基于含糊赔偿的www.258jx.com预测函数控制通过仿真实行评释，它是有用的，可行的，具有较强的顺应性和鲁棒性，具有较高的控制精度，并且顺应调解参数能使控制行动在包管输出精度之下越发腻滑，有利于对现场实行机构的掩护，易于整定，因而这种控制器非常实用于产业现场。
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