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冶金工业中模糊自适应PID控制算法运用研究

发布时间:2019-03-14 02:13:06 文章来源:工具之家    

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诸天逸

摘 yao:mohuzishiyingPIDkongzhisuan法ke以结合古典PIDkongzhi并结合特dinggongyizhi作所需要de操作人员de长qiji累dejing验知识实现liaoyejinwendukong制过程中de升wen保wen降wenkong制提gao了chan品质liang节yue大量成本

guanjian词:冶jin;mo糊kong制;PIDsuanfa;自适应kong制;多can量kong制

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.030

0 前言

随着科学技术de发展yejin已jing从狭义de从矿石提qu金属,发展为广义de冶金与cai料制备过程gong程,冶金工业gongyi过程也非常复杂,良好的wendu控制是顺利完成冶金过程的baozheng。实际中冶金工业温dubianhua快,bu能及时达到所需的工业sheng产温du而shi成品率降低。为了解jue上述问题,以时jian和温度为控制can量,提chu一套冶金工yezhong模糊自适应PID控制suanfa来dui产品升温、保温、降温jinxing控制,来提gao产品质量并jieyue成本

1 项mu概括

模糊自适应PID控制算法是一种zui优控制的算法,zai冶金工业中,冶金产品的质量、产量难以提高的原yin即没有一种可靠的、高效的生产方案,而本文提出的模糊自适应PID控制算法,使得冶金工业生产的状态效率可以时刻处在一个超高水zhun。本文所论述的控制算法,可以使得冶金xitonggen据一定被测量量,而对zheng个xi统自动hua调节、优化。而yunyongchuan统的PID控制算法,将导致you于设jichengxu太过详细而导致PID控制难以实现。

在冶金工业中,其工艺要求jing准、快速、恒温,并且特定的工艺制作需要操作人员长期ji累的经验知识[1]。温度是时间的hanshu,对产品提高温度、恒定温度、降低温度所应该具备的控制模shi也各buxiang同。本文提出的模糊自适应PID控制算法很好的解决了操作zhe经验、温度、时间多can量的算法控制以及高温度、恒定温度、降低温度zhe几种模shi中的在线变换问题。

2 冶金工业中的模糊自适应PID控制算法

2.1 冶jinwen度控制要求及传统PID的缺陷

为了验证算法的有效性,进行一次实验。将冶金温度按zhao工艺需求设zhi进行多次bianhua,温度变化区间为室温(25sheshi度至1000摄氏度,时间长度为6小时。传统PID算法温控后的温度曲线如tu1所示。图中各个时刻所对应的温度点decai集,所yong的是冶金工业用ji录仪,记录仪是一种半机械装置,记录的温度数据可靠。由此可见,基于传统PID对冶金温度变化体系偏差的比例运算、积分运算和微分运算中,积分(I)虽然可将体系静态wu差去除,提高控制系统wu差度,但它可能对系统带来不稳定、摇摆等风险,并且,系统产生的大量累计wu差无法消除。

2.2 PID多参数输入混合运算

该模糊自适应PID控制算法基于ST公司产的STM32F103RBT6xin片,根据实际操作情况,验证了本文算法的可靠性。

系统首先读入预先设计好的工艺要求的标准温度变化,系统通过温度传感器和自shen时钟分别获取当前的温度和时间数据,并与提前读入的目标温度数据比对,由此将传感qide温度数据和目标温度一qi进行比例(P)、积分(I)、微分运算(D)。并利用rengong智能的方法将操作人员的调zhengjing验作为知识存入计算机中,根据现场实际情况,计算机能自dongdiao整PID参数,即是将古典的PID控制与先进的专家系统相结合,实现zui佳控制策略[2]。

2.3 PID参数的模糊自适应调整

冶金工业中对于温度控制,在各个jie段的方式、要求并不相同,古典的方式是依靠冶金操作人员的经验控制,因为冶金工业的从业者经验不能够简单描述,在对系统控制过程中温度、时间等参量和评测标准不能用定量表示,因此利用模糊li论是解决这一问题的有效途径。自适应模糊PID温度控制器以温度误差e和温度误差变化eguanyut的一阶导数作为输入,可以满zubu同时刻的温度e和温度误差变化e关于t的一阶导数对PID参数自适应的要求,利用模糊控制规则在线对PID参数进行修改,便构成了自适应模糊PID控制器。PID参数模糊自适应是找出PID三个参数与温度e和温度误差变化e关于t的一阶导数之间的模糊guanxi,在运行中通过不断检测e和温度误差变化e关于t的一阶导数,根据模糊控制原理来对3ge参数进行在线修改,以满足不同e和温度误差变化e关于t的一阶导数对控制参数的要求,而时冶金温度控制有良好的动、静态性能。

3 结论

应用模糊自适应PID控制算fahou,实现了良好的冶金温度控制,如图2冶金温度采集数据图所示,如图可见,系统所控制的温度在测试的6小时内,wei绕目标温度稳定变化。冶金的温度控制过程要求准确、xun速、恒温,而冶金所用的各种炉du是具有纯滞后的大惯性系统,升降温对于古典PID控制具有严重滞后性,该算法对温控系统有了很大的改善。

以上PID模糊自适应算法是基于古典PID算法的改进,在冶金工业中yun用线代控制理论在线辨识对xiang特征参数,实时改变其控制策略,使控制系统品质指标保持在最佳范围内,可以减轻冶金温度随着负荷变化及干扰因素ying响。如此,提高了系统的精准性、可靠性等,此种对冶金温度的精确控制可广泛应用于冶金的高质量加工工艺。

参考文献:

[1]李洪桂.冶金原理[M].2005.

[2]王燕平.自动控制原理[M].2015.

shan东工业技术 2016年9期

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