0 前言
炼钢厂在制造中形成了大批量的高炉煤气和焦炉煤气。为了更好地减少空气污染，有一些炼钢厂将高炉煤气和焦炉煤气混和，运用混和液化气做为天然气蒸气协同循环系统发电量的然料。气轮机对混和液化气的工作压力操纵规定非常高，现阶段各炼钢厂均根据调节阀门对混和液化气的工作压力开展操纵。挑选哪种控制措施对控制阀开展控制关系到调节阀门的工作压力操纵特性。PID控制的计算方法简易、稳定性较高，被广泛运用于过程控制和运动控制中。但是实践活动说明，因为混和液化气的工作压力操纵全过程具备最优控制和时变可变性等，运用基本PID控制器不可以实现梦想的调节实际效果[1-4]。因此，文中设计方案出一种适用混和液化气工作压力操纵场所的模糊PID控制板。
1 调节阀门液化气稳压管系统软件基本原理
图1为调节阀门液化气稳压管系统软件电路原理图。调节阀门稳压管系统软件运行时，最先运行液压油泵2，并使电磁感应调速阀10的电磁线圈插电，这时全部液压推杆系统软件运行在调节的工作压力下，调整调速阀可以更改液压传动系统的压力。PC机依据系统的设定，以数字信号的方式导出操纵数据信号，使伺服阀8左边电磁线圈插电。液压油泵搞出的齿轮油通过伺服阀8的左位进到液压油缸的左腔，促进活塞杆往右边挪动，调节阀门的闸阀17开启。液位传感器即时检验液化气的工作压力，并将压力数据信号键入PC机控制板中。通过与额定值开展非常解决后，控制板又将信息导出给伺服阀。伺服阀依据传出的数据信号标记与尺寸明确气缸的运动方位和偏移量，调节调节阀门张口的尺寸，直到液化气工作压力超过额定值。
2 调节阀门稳压管系统软件数学分析模型
经归一化处理解决得伺服阀的总流量方程式为[5-9]
式中，qL为流过伺服阀的负荷总流量；Kq为伺服阀总的流量增益值；Kc为伺服阀总的总流量工作压力指数；xv为伺服阀的阀心偏移；pL为负荷压力降。
液压油缸总流量连续性方程为
式中，A为液压油缸活塞杆合理总面积；y为活塞杆的健身运动偏移；Ctc为液压油缸总的泄露指数；Vt为液压油缸2个腔室的总容量；βe为等效电路容积弹性模具，在预估时一般取名为700MPa。
液压油缸力均衡方程式为
式中，m为活塞杆及负荷换算到活塞杆上的总品质；BP为粘性阻尼力；K为负荷延展性弯曲刚度；FL为功效在活塞杆上的负荷。
调节阀门阀心力不平衡方程式为
式中，F为不平衡感；dg为阀心孔径；ds为阀座孔径；P1阀前工作压力；P2为阀后压力。
依据伺服阀的总流量方程式、液压油缸总流量连续性方程、液压油缸力均衡方程式和调节阀门阀心力不平衡方程式等[4-6]，经推论可获得稳压管系统软件的开环传递函数为
稳压管系统软件振荡安全通道的开环传递函数：
3 模糊PID控制系统设计
图2为模糊PID控制板的框架图，运用控制器设计标准对PID主要参数实现改动，以偏差e和误差弹性系数de/dt做为键入，可以达到不一样时时刻刻e和de/dt对PID主要参数自整定值的规定[10-20]。表1为PID控制器主要参数的模糊不清标准表[16]。
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4 模拟仿真剖析
图3与图4各自为基本PID与模糊PID模型仿真。图5与图6各自为基本PID控制下的体系工作压力阶跃响应曲线图和波形回应曲线图。图7与图8各自为模糊PID操纵下的体系工作压力阶跃响应曲线图和波形回应曲线图。
从基本PID控制下的体系工作压力阶跃响应曲线图可以看得出，阶跃响应的增益值为0.15s，调整时长为0.45s，开环增益为10%。选用模糊PID操纵后，阶跃响应的增益值为0.12s，调整时长为0.15s，开环增益约为0。与基本PID控制的工作压力阶跃响应对比，控制器设计的阶跃响应的增益值减少了0.03s，调整时长减少了0.3s，开环增益减少了10%。将图6与图8开展较为得知，模糊PID操纵下，调节阀门工作压力自动控制系统能对输进信息的转变做出快速响应，对输进信息的追踪精密度远远高于基本PID的追踪精密度，有益于调节阀门稳压管对系统混和液化气的工作压力起伏开展及早高效地抑止。
5 结语
怎样完成混和液化气的稳压管操纵已经变成循环系统发电量项目的一个核心技术问题。因为混和液化气的工作压力操纵全过程具备最优控制和时变可变性等，基本PID控制器主要参数的整定值通常达不上满意的实际效果，造成液化气稳压管系统软件的特性较差，对运转工作状况的适用性较为差。对于以上问题，文中为液化气稳压管系统开发出模糊PID控制板，模拟仿真结果显示，模糊PID控制板可以明显提升稳压管系统软件的动态控制质量，改进调节阀门稳压管对系统液化气工作压力起伏的控制工作能力。
论文参考文献：
[1] 马留诺尤.调节阀门[M].北京市：烃生产加工出版社出版，1985
[2] 明赐东.调节阀门运用[M].成都市：四川科技出版社出版，1989.
[3] 陆培文，高凤琴.闸阀设计方案计算手册[M].2版.北京市：我国标准出版社，2009.
[4]李吉人.液压控制系统[M].北京市：国防科技出版社出版，1990.
[5]王辉.阀控双缸发动机实时控制方式 科学研究[D].济南市：山东大学，2008.
[6]王春行.液压控制系统[M].兰州市：甘肃省工业生产出版社出版，1998
[7]刘延俊.液压机与气压传动[M].北京市：机械工程出版社出版，2002
[8]张志伟，张福波，王国栋.一种双液压油缸实时控制方式 以及模拟仿真科学研究[J].机床与液压，2003（3）：232-239.
[9]智能化指南编委.液压设计指南[M].北京市：机械工程出版社出版，2005
[10]AMIRANTER，INNONEA，CATALANOLA.Boos-tedPWMopenloopcontrolofhydraulicproportionalvalves[J].EnergyConversionandManagement，49（8）：225-236.
[11]仲伟峰，何溪流.液压推杆部位伺服控制系统的模糊神经网络操纵[J].电动机与操纵学刊，2008，12（4）：478-482.
[12]刘金琨.优秀PID控制MATLAB模拟仿真[M].2版.北京市：电子工业出版社出版，2004.
[13]BASILIOJC，MATOSR.DesignofPIandPIDcontor-llerswithtransientperformancespecification[J].IEEETransactionsonEducation，2002，4（45）：364-370.
[14]张化光，孟祥萍.智能控制系统基础知识与运用[M].北京市：机械工程出版社出版，2005.
[15]陶永华.新式PID控制以及运用[M].北京市：机械工程出版社出版，2002.
[16]陶永华.PID控制基本原理和自整定值对策[J].工业生产仪表盘与自动化技术设备，1997（4）：60-64.
[17]罗传翼，程桂芬.数据信号、系统软件与自动控制原理[M].北京市：机械工程出版社出版，2000.
[18]胡寿松.自动控制原理[M].北京市：国防科技出版社出版，1994.
[19]谢延年，胡亦鸣，钟武清.微型机操纵基本[M].成都市：电子科技大出版社出版，1994.
[20]窦振中.模糊逻辑控制系统以及运用[M].北京市：北航出版社出版，1995.
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