基于SCILAB的锅炉温度模糊控制(3)
1.3 模糊控制概述
模糊控制是智能控制的一种典型形式，是智能控制的重要分支，自从1974年英国的Manldani第一次将模糊逻辑和模糊推理应用于锅炉和蒸汽机的控制，人们越来越重视模糊控制的应用，特别是最近几年更是有了更大的发展，广泛应用于生产和生活中。模糊控制是将模糊数学和控制理论结合的产物，采用人的思文具有模糊性的特点，使用模糊数学的隶属度函数、模糊关系和模糊推理等工具进行控制。
模糊控制具有许多传统控制无法相比的优点:
模糊控制是直接采用语言型控制规则，是以控制人员的控制经验或相关专家的知识为基础，无需建立被控对象精确的数学模型，因此控制机理和策略易于理解，设计简单，便于实际设计和应用。
模糊控制的语言控制规则比较容易建立，因为对难以获得精确数学模型、动态性能不易掌握的系统非常实用。
模糊控制方法易于掌握，并不需要专业的控制人员，普通工作者进行简单的接触也能很快理解。
基于模型的控制方法，由于出发点和性能指标不同，容易造成差异，但系统的语言控制规则是独立的，利用模糊控制规则会找到折中的选择，控制效果会明显优于常规的控制器
模糊控制基于启发性的知识和语言决策规则设计的，更有利于模拟人工控制的过程，增强智能型。
模糊控制系统的鲁棒性强，参数变化和外界干扰对控制效果的影响也被大大减弱，尤其对非线性、时变及纯滞后系统进行控制有着更为优良的控制效果。
模糊控制过程动态响应要强于PID控制，并且对过程参数的变化也具有很强的适应性。
当然模糊控制也有自身的一些缺点在温度控制上精度并不是十分高，会产生一定的稳态误差、自适应能力有限并且容易产生振荡现象。
1.4 论文的主要研究内容
本课题的具体研究内容如下:
(1)根据电锅炉水温上升过程的特点，对被控对象进行分析，然后建立被控系统的数学模型，提出适合电锅炉温度特点的纯PID控制、模糊控制、参数自整定模糊PID控制方法并进行控制器的设计。
(2)使用SCILAB软件的SCICOS开发环境和模糊逻辑工具箱对以上几种控制方法进行建模和仿真，然后对每个控制方法的性能指标进行分析，来确定响应速度快、超调量小和稳定误差小的控制方式。
2.被控对象及控制策略研究
2.1 被控对象及其原有控制方案
2.1.1 被控对象分析
电锅炉是将电能转化成热能的一种能量转换装置。它的工作原理与传统意义上的锅炉有很多相似之处，在结构上也分为“锅”和“炉”两大部分。“锅”指的是盛放热介质(一般是水)的容器，加热的电热转换元件是我们这里讲的“炉”。目前国内外的电锅炉有很多种型式，在整体结构上可分为立式、卧式、多单元式等；依据传热介质的不同可分为热水锅炉、蒸汽锅炉和有机载体锅炉；从加热原理上又可以分为电热管式、电热板式、电热棒式、感应式和电极式等；在供热方式上有直热式、蓄热式等。本文采用直热式热水锅炉为研究对象，采用电阻式加热，工作压力为0.4 Mpa，锅炉内最高水温95℃。
上一篇：双馈风力发电并网控制系统的设计