權(quán)利要求

1.焚燒爐模糊自適應(yīng)溫度控制方法，其特征在于，包括： 獲取焚燒爐中焚燒室或再燃室內(nèi)傳感器檢測(cè)到的溫度偏差以及所述溫度偏差的變化率；將k時(shí)刻的溫度偏差e表示為e(k)，e(k)=T k+1-T k，表示k時(shí)刻到k+1時(shí)刻的溫度變化量；T k+1和T k分別表示k時(shí)刻和k+1時(shí)刻焚燒爐中焚燒室或再燃室內(nèi)傳感器檢測(cè)到的溫度； 對(duì)所述溫度偏差以及所述溫度偏差的變化率進(jìn)行模糊化處理，并應(yīng)用隸屬度函數(shù)制定模糊推理輸入?yún)?shù)與模糊推理輸出參數(shù)之間的模糊控制規(guī)則表； 按照所述模糊控制規(guī)則表進(jìn)行模糊推理，得到所述模糊推理輸出參數(shù)； 所述按照所述模糊控制規(guī)則表進(jìn)行模糊推理，得到所述模糊推理輸出參數(shù)，具體包括： 按照所述模糊控制規(guī)則表進(jìn)行模糊推理，采用公式V k=(E(k)×E C (k))·R得到所述模糊推理輸出參數(shù)；其中V k為模糊推理輸出參數(shù)K p、K i、K d構(gòu)成的模糊向量，V k=[K p，K i，K d]；E(k)和E C (k)為模糊推理輸入?yún)?shù)；R為所述模糊控制規(guī)則表中的模糊控制關(guān)系； 對(duì)所述模糊推理輸出參數(shù)進(jìn)行解模糊處理，得到解模糊后的參數(shù)； 所述對(duì)所述模糊推理輸出參數(shù)進(jìn)行解模糊處理，得到解模糊后的參數(shù)，具體包括： 將所述模糊推理輸出參數(shù)K p、K i、K d分別乘以比例因子k up、k ui、k ud，得到解模糊后的參數(shù)k p、k i、k d； 根據(jù)所述解模糊后的參數(shù)計(jì)算得到所述焚燒室或再燃室的燃料增加量； 根據(jù)所述燃料增加量驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)所述焚燒爐的溫度自適應(yīng)控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述解模糊后的參數(shù)計(jì)算得到所述焚燒室或再燃室的燃料增加量，具體包括： 根據(jù)所述解模糊后的參數(shù)k p、k i、k d，采用公式u(k)=k p(k)[e(k)-e(k-1)]+k i(k)[e(k)]+k d(k)[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]計(jì)算得到所述焚燒室或再燃室的燃料增加量；其中u(k)表示k時(shí)刻的燃料增加量；k p(k)、k i(k)和k d(k)分別為k時(shí)刻的比例系數(shù)、積分系數(shù)和微分系數(shù)；e(k)、e(k-1)、e(k-2)分別表示k時(shí)刻、k-1時(shí)刻、k-2時(shí)刻的溫度偏差。 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述燃料增加量驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)所述焚燒爐的溫度自適應(yīng)控制，具體包括： 將所述焚燒室的燃料增加量和所述再燃室的燃料增加量求和得到總?cè)剂显黾恿浚?nbsp;根據(jù)所述總?cè)剂显黾恿框?qū)動(dòng)所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)所述焚燒爐的溫度自適應(yīng)控制。 4.焚燒爐模糊自適應(yīng)溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，包括： 溫差采集模塊，用于獲取焚燒爐中焚燒室或再燃室內(nèi)傳感器檢測(cè)到的溫度偏差以及所述溫度偏差的變化率；將k時(shí)刻的溫度偏差e表示為e(k)，e(k)=T k+1-T k，表示k時(shí)刻到k+1時(shí)刻的溫度變化量；T k+1和T k分別表示k時(shí)刻和k+1時(shí)刻焚燒爐中焚燒室或再燃室內(nèi)傳感器檢測(cè)到的溫度； 模糊處理模塊，用于對(duì)所述溫度偏差以及所述溫度偏差的變化率進(jìn)行模糊化處理，并應(yīng)用隸屬度函數(shù)制定模糊推理輸入?yún)?shù)與模糊推理輸出參數(shù)之間的模糊控制規(guī)則表； 模糊推理模塊，用于按照所述模糊控制規(guī)則表進(jìn)行模糊推理，得到所述模糊推理輸出參數(shù)； 所述模糊推理模塊具體包括： 模糊推理單元，用于按照所述模糊控制規(guī)則表進(jìn)行模糊推理，采用公式V k=(E(k)×E C(k))·R得到所述模糊推理輸出參數(shù)；其中V k為模糊推理輸出參數(shù)K p、K i、K d構(gòu)成的模糊向量，V k=[K p，K i，K d]；E(k)和E C (k)為模糊推理輸入?yún)?shù)；R為所述模糊控制規(guī)則表中的模糊控制關(guān)系； 解模糊模塊，用于對(duì)所述模糊推理輸出參數(shù)進(jìn)行解模糊處理，得到解模糊后的參數(shù)； 所述解模糊模塊具體包括： 解模糊單元，用于將所述模糊推理輸出參數(shù)K p、K i、K d分別乘以比例因子k up、k ui、k ud，得到解模糊后的參數(shù)k p、k i、k d； 數(shù)字控制器，用于根據(jù)所述解模糊后的參數(shù)計(jì)算得到所述焚燒室或再燃室的燃料增加量； 執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)模塊，用于根據(jù)所述燃料增加量驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)所述焚燒爐的溫度自適應(yīng)控制。 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字控制器具體包括： 數(shù)字控制器單元，用于根據(jù)所述解模糊后的參數(shù)k p、k i、k d，采用公式u(k)=k p(k)[e(k)-e(k-1)]+k i(k)[e(k)]+k d(k)[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]計(jì)算得到所述焚燒室或再燃室的燃料增加量；其中u(k)表示k時(shí)刻的燃料增加量；k p(k)、k i(k)和k d(k)分別為k時(shí)刻的比例系數(shù)、積分系數(shù)和微分系數(shù)；e(k)、e(k-1)、e(k-2)分別表示k時(shí)刻、k-1時(shí)刻、k-2時(shí)刻的溫度偏差。 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)模塊具體包括： 總?cè)剂显黾恿坑?jì)算單元，用于將所述焚燒室的燃料增加量和所述再燃室的燃料增加量求和得到總?cè)剂显黾恿浚?nbsp;執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)單元，用于根據(jù)所述總?cè)剂显黾恿框?qū)動(dòng)所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)所述焚燒爐的溫度自適應(yīng)控制。

說(shuō)明書(shū)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固廢干化焚燒溫度控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種焚燒爐模糊自適應(yīng)溫度控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

焚燒爐溫度控制是固廢干化焚燒的重要環(huán)節(jié)，焚燒溫度只有控制在一定范圍內(nèi)才能完全燃燒，其性能直接影響固廢焚燒的速度和效率。由于焚燒系統(tǒng)影響因素很多，且溫度變化是一個(gè)非線性、大滯后的，因此給溫度控制帶來(lái)了難題。目前，焚燒溫度控制系統(tǒng)基本上以經(jīng)典的PID控制為主，傳統(tǒng)的PID溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有調(diào)節(jié)時(shí)間長(zhǎng)、響應(yīng)時(shí)間慢等缺點(diǎn)，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中效果并不理想。因此，需要探索一種快捷高效的爐溫控制方法，使溫度控制系統(tǒng)具有良好的自適應(yīng)性，最終實(shí)現(xiàn)焚燒爐處理的無(wú)害化、資源化、減量化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種焚燒爐模糊自適應(yīng)溫度控制方法及系統(tǒng)，以提高爐溫控制的時(shí)效性以及自適應(yīng)性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種焚燒爐模糊自適應(yīng)溫度控制方法，包括：

獲取焚燒爐中焚燒室或再燃室內(nèi)傳感器檢測(cè)到的溫度偏差以及所述溫度偏差的變化率；

對(duì)所述溫度偏差以及所述溫度偏差的變化率進(jìn)行模糊化處理，并應(yīng)用隸屬度函數(shù)制定模糊推理輸入?yún)?shù)與模糊推理輸出參數(shù)之間的模糊控制規(guī)則表；

按照所述模糊控制規(guī)則表進(jìn)行模糊推理，得到所述模糊推理輸出參數(shù)；

對(duì)所述模糊推理輸出參數(shù)進(jìn)行解模糊處理，得到解模糊后的參數(shù)；

根據(jù)所述解模糊后的參數(shù)計(jì)算得到所述焚燒室或再燃室的燃料增加量；

根據(jù)所述燃料增加量驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)所述焚燒爐的溫度自適應(yīng)控制。

可選地，所述按照所述模糊控制規(guī)則表進(jìn)行模糊推理，得到所述模糊推理輸出參數(shù)，具體包括：

按照所述模糊控制規(guī)則表進(jìn)行模糊推理，采用公式V k=(E(k)×E C (k))·R得到所述模糊推理輸出參數(shù)；其中V k為模糊推理輸出參數(shù)K p、K i、K d構(gòu)成的模糊向量，V k=[K p，K i，K d]；E(k)和E C (k)為模糊推理輸入?yún)?shù)；R為所述模糊控制規(guī)則表中的模糊控制關(guān)系。

可選地，所述對(duì)所述模糊推理輸出參數(shù)進(jìn)行解模糊處理，得到解模糊后的參數(shù)，具體包括：

將所述模糊推理輸出參數(shù)K p、K i、K d分別乘以比例因子k up、k ui、k ud，得到解模糊后的參數(shù)k p、k i、k d。

可選地，所述根據(jù)所述解模糊后的參數(shù)計(jì)算得到所述焚燒室或再燃室的燃料增加量，具體包括：

根據(jù)所述解模糊后的參數(shù)k p、k i、k d，采用公式u(k)=k p(k)[e(k)-e(k-1)]+k i(k)[e(k)]+k d(k)[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]計(jì)算得到所述焚燒室或再燃室的燃料增加量；其中u(k)表示k時(shí)刻的燃料增加量；k p(k)、k i(k)和k d(k)分別為k時(shí)刻的比例系數(shù)、積分系數(shù)和微分系數(shù)；e(k)、e(k-1)、e(k-2)分別表示k時(shí)刻、k-1時(shí)刻、k-2時(shí)刻的溫度偏差。

可選地，所述根據(jù)所述燃料增加量驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)所述焚燒爐的溫度自適應(yīng)控制，具體包括：

將所述焚燒室的燃料增加量和所述再燃室的燃料增加量求和得到總?cè)剂显黾恿浚?/span>

根據(jù)所述總?cè)剂显黾恿框?qū)動(dòng)所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)所述焚燒爐的溫度自適應(yīng)控制。

一種焚燒爐模糊自適應(yīng)溫度控制系統(tǒng)，包括：

溫差采集模塊，用于獲取焚燒爐中焚燒室或再燃室內(nèi)傳感器檢測(cè)到的溫度偏差以及所述溫度偏差的變化率；

模糊處理模塊，用于對(duì)所述溫度偏差以及所述溫度偏差的變化率進(jìn)行模糊化處理，并應(yīng)用隸屬度函數(shù)制定模糊推理輸入?yún)?shù)與模糊推理輸出參數(shù)之間的模糊控制規(guī)則表；

模糊推理模塊，用于按照所述模糊控制規(guī)則表進(jìn)行模糊推理，得到所述模糊推理輸出參數(shù)；

解模糊模塊，用于對(duì)所述模糊推理輸出參數(shù)進(jìn)行解模糊處理，得到解模糊后的參數(shù)；

數(shù)字控制器，用于根據(jù)所述解模糊后的參數(shù)計(jì)算得到所述焚燒室或再燃室的燃料增加量；

執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)模塊，用于根據(jù)所述燃料增加量驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)所述焚燒爐的溫度自適應(yīng)控制。

可選地，所述模糊推理模塊具體包括：

模糊推理單元，用于按照所述模糊控制規(guī)則表進(jìn)行模糊推理，采用公式V k=(E(k)×E C (k))·R得到所述模糊推理輸出參數(shù)；其中V k為模糊推理輸出參數(shù)K p、K i、K d構(gòu)成的模糊向量，V k=[K p，K i，K d]；E(k)和E C (k)為模糊推理輸入?yún)?shù)；R為所述模糊控制規(guī)則表中的模糊控制關(guān)系。

可選地，所述解模糊模塊具體包括：

解模糊單元，用于將所述模糊推理輸出參數(shù)K p、K i、K d分別乘以比例因子k up、k ui、k ud，得到解模糊后的參數(shù)k p、k i、k d。

可選地，所述數(shù)字控制器具體包括：

數(shù)字控制器單元，用于根據(jù)所述解模糊后的參數(shù)k p、k i、k d，采用公式u(k)=k p(k)[e(k)-e(k-1)]+k i(k)[e(k)]+k d(k)[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]計(jì)算得到所述焚燒室或再燃室的燃料增加量；其中u(k)表示k時(shí)刻的燃料增加量；k p(k)、k i(k)和k d(k)分別為k時(shí)刻的比例系數(shù)、積分系數(shù)和微分系數(shù)；e(k)、e(k-1)、e(k-2)分別表示k時(shí)刻、k-1時(shí)刻、k-2時(shí)刻的溫度偏差。

可選地，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)模塊具體包括：

總?cè)剂显黾恿坑?jì)算單元，用于將所述焚燒室的燃料增加量和所述再燃室的燃料增加量求和得到總?cè)剂显黾恿浚?/span>

執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)單元，用于根據(jù)所述總?cè)剂显黾恿框?qū)動(dòng)所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)所述焚燒爐的溫度自適應(yīng)控制。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開(kāi)了以下技術(shù)效果：

本發(fā)明提供了一種焚燒爐模糊自適應(yīng)溫度控制方法及系統(tǒng)，所述方法包括：獲取焚燒爐中焚燒室或再燃室內(nèi)傳感器檢測(cè)到的溫度偏差以及所述溫度偏差的變化率；對(duì)所述溫度偏差以及所述溫度偏差的變化率進(jìn)行模糊化處理，并應(yīng)用隸屬度函數(shù)制定模糊推理輸入?yún)?shù)與模糊推理輸出參數(shù)之間的模糊控制規(guī)則表；按照所述模糊控制規(guī)則表進(jìn)行模糊推理，得到所述模糊推理輸出參數(shù)；對(duì)所述模糊推理輸出參數(shù)進(jìn)行解模糊處理，得到解模糊后的參數(shù)；根據(jù)所述解模糊后的參數(shù)計(jì)算得到所述焚燒室或再燃室的燃料增加量；根據(jù)所述燃料增加量驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)所述焚燒爐的溫度自適應(yīng)控制。采用本發(fā)明方法能夠提高爐溫控制的時(shí)效性以及自適應(yīng)性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種焚燒爐模糊自適應(yīng)溫度控制方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明一種焚燒爐模糊自適應(yīng)溫度控制方法的原理示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的參數(shù)E、E c、K p、K i、K d的隸屬度曲線圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的焚燒爐模糊自適應(yīng)溫度控制過(guò)程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種焚燒爐模糊自適應(yīng)溫度控制方法及系統(tǒng)，以提高爐溫控制的時(shí)效性以及自適應(yīng)性。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明一種焚燒爐模糊自適應(yīng)溫度控制方法的流程圖，圖2為本發(fā)明一種焚燒爐模糊自適應(yīng)溫度控制方法的原理示意圖。參見(jiàn)圖1，本發(fā)明一種焚燒爐模糊自適應(yīng)溫度控制方法包括：

步驟101：獲取焚燒爐中焚燒室或再燃室內(nèi)傳感器檢測(cè)到的溫度偏差以及所述溫度偏差的變化率。

本發(fā)明模糊自適應(yīng)控制階段設(shè)計(jì)了一個(gè)雙輸入/三輸出的模糊化自適應(yīng)模型，其輸入為溫度偏差e和溫度偏差的變化率ec，輸出為經(jīng)過(guò)在線調(diào)整的比例、積分、微分系數(shù)k p、k i、k d，數(shù)字控制器的輸出為燃料增加量u。具體地，將k時(shí)刻的溫度偏差e表示為e(k)，e(k)=T k+1-T k，表示k時(shí)刻到k+1時(shí)刻的溫度變化量，T k+1和T k分別表示k時(shí)刻和k+1時(shí)刻焚燒爐中焚燒室或再燃室內(nèi)傳感器檢測(cè)到的溫度。將k時(shí)刻溫度偏差的變化率ec表示為ec(k)，ec(k)=de(k)/dt。

步驟102：對(duì)所述溫度偏差以及所述溫度偏差的變化率進(jìn)行模糊化處理，并應(yīng)用隸屬度函數(shù)制定模糊推理輸入?yún)?shù)與模糊推理輸出參數(shù)之間的模糊控制規(guī)則表。

本發(fā)明研究的模糊化參數(shù)包括模糊化自適應(yīng)模型的輸入?yún)?shù)（即溫度偏差e、溫度偏差的變化率ec）和輸出參數(shù)（即比例、積分、微分系數(shù)k p、k i、k d） 。對(duì)以上模糊化參數(shù)進(jìn)行模糊化處理，通過(guò)實(shí)際對(duì)象及操作者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，得到參數(shù)的論域、量化等級(jí)范圍、模糊子集。設(shè)溫度偏差e、溫度偏差的變化率ec、比例系數(shù)k p、積分系數(shù)k i、微分系數(shù)k d的基本論域分別為：[-e max，e max]、[-ec max，ec max]、[-k pmax ,k pmax]、[-k imax,k imax]、[-k dmax。k dmax]，預(yù)設(shè)的模糊子集均記為{負(fù)大，負(fù)中，負(fù)小，零，正小，正中，正大}，語(yǔ)言值均記為：[NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB]，量化等級(jí)均為[-5，+5]。e max、ec max、k pmax、k imax、k dmax分別表示模糊化參數(shù)e、ec、k p、k i、k d的最大值。

語(yǔ)言變量論域上的模糊子集由其論域上的隸屬度函數(shù)來(lái)描述，在此，設(shè)圖2中參數(shù)E、E c、K p、K i、K d的語(yǔ)言變量的隸屬函數(shù)采用三角形隸屬函數(shù)，如隸屬曲線圖3所示。其中E、E c稱為模糊推理輸入?yún)?shù)，由溫度偏差e和溫度偏差的變化率ec經(jīng)模糊處理得到。K p、K i、K d稱為模糊推理輸出參數(shù)，分別對(duì)應(yīng)比例、積分、微分系數(shù)k p、k i、k d。

模糊控制規(guī)則是操作員通過(guò)學(xué)習(xí)、試驗(yàn)及長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累而逐漸形成的，存在于操作員頭腦里的一種技術(shù)集合。本發(fā)明利用模糊集合論和語(yǔ)言變量，將語(yǔ)言歸納的控制策略變成數(shù)值運(yùn)算，方便用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。具體地，應(yīng)用隸屬度函數(shù)得出針對(duì)K p、K i、K d三個(gè)參數(shù)分別制定的模糊控制規(guī)則表，如下表1-3所示。再按照模糊控制規(guī)則表中的模糊控制規(guī)則進(jìn)行模糊推理，可以實(shí)現(xiàn) K p、K i、K d參數(shù)的自適應(yīng)在線整定。

表1 K P模糊控制規(guī)則表

表2 K i模糊控制規(guī)則表

表3 K d模糊控制規(guī)則表

步驟103：按照所述模糊控制規(guī)則表進(jìn)行模糊推理，得到所述模糊推理輸出參數(shù)。

以模糊推理輸出參數(shù)K p、K i、K d建立模糊向量V k，表示為V k=[K p，K i，K d]，則V k=(E(k)×E C (k))·R，建立K p、K i、K d和E、E C之間的關(guān)系。

其中R表示總的模糊關(guān)系，對(duì)于每一條模糊控制規(guī)則：If E is A and E C is Bthen K p、K i、K d is C來(lái)說(shuō)，定義其上的模糊關(guān)系（即模糊控制規(guī)則）R i=(A×B) Ti×C，i=1,2,.....L；Ti表示第i次轉(zhuǎn)置。則總的模糊關(guān)系為：R=R 1 R 2 ... R L，L為模糊總控制規(guī)則數(shù)。

因此，所述步驟103按照所述模糊控制規(guī)則表進(jìn)行模糊推理，得到所述模糊推理輸出參數(shù)，具體包括：

按照所述模糊控制規(guī)則表進(jìn)行模糊推理，采用公式V k=(E(k)×E C (k))·R得到所述模糊推理輸出參數(shù)；其中V k為模糊推理輸出參數(shù)K p、K i、K d構(gòu)成的模糊向量，V k=[K p，K i，K d]；E(k)和E C (k)為模糊推理輸入?yún)?shù)；R為所述模糊控制規(guī)則表中的模糊控制關(guān)系。

步驟104：對(duì)所述模糊推理輸出參數(shù)進(jìn)行解模糊處理，得到解模糊后的參數(shù)。

將V k判決所得的結(jié)果分別乘以比例因子k up、k ui、k ud，則得到解模糊后的參數(shù)k p、k i、k d。其中：

k p(k)=K P(k)*k up；

k i(k)=K i(k)*k ui；

k d(k)=K d(k)*k ud；

k up=K pmax/5；

k ui=K imax/5；

k ud=K dmax/5。

K P(k)、K i(k)、K d(k)分別為模糊推理輸出參數(shù)K p、K i、K d在k時(shí)刻的值；K pmax、K imax、K dmax分別為K p、K i、K d的最大值；k up、k ui、k ud分別為K p、K i、K d對(duì)應(yīng)的PID比例因子。

因此，所述步驟104對(duì)所述模糊推理輸出參數(shù)進(jìn)行解模糊處理，得到解模糊后的參數(shù)，具體包括：

將所述模糊推理輸出參數(shù)K p、K i、K d分別乘以比例因子k up、k ui、k ud，得到解模糊后的參數(shù)k p、k i、k d。

步驟105：根據(jù)所述解模糊后的參數(shù)計(jì)算得到所述焚燒室或再燃室的燃料增加量。

焚燒室或再燃室燃料控制增加量的算式為：

u(k)=k p(k)[e(k)-e(k-1)]+k i(k)[e(k)]+k d(k)[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]

其中，u(k)表示k時(shí)刻燃料增加量；k p(k)、k i(k)和k d(k)分別表示k p、k i、k d在k時(shí)刻的值，即k時(shí)刻的比例系數(shù)、積分系數(shù)和微分系數(shù)；e(k)、e(k-1)、e(k-2)分別表示k時(shí)刻、k-1時(shí)刻、k-2時(shí)刻的溫度變化量，即溫度偏差。

k p、k i和k d不是常數(shù)，而是隨e(k)、ec(k)的值變化而變化的模糊數(shù)。最后，由數(shù)字控制器計(jì)算得到燃料增加量u(k)，去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)自適應(yīng)控制。

因此，所述步驟105根據(jù)所述解模糊后的參數(shù)計(jì)算得到所述焚燒室或再燃室的燃料增加量，具體包括：

根據(jù)所述解模糊后的參數(shù)k p、k i、k d，采用公式u(k)=k p(k)[e(k)-e(k-1)]+k i(k)[e(k)]+k d(k)[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]計(jì)算得到所述焚燒室或再燃室的燃料增加量；其中u(k)表示k時(shí)刻的燃料增加量；k p(k)、k i(k)和k d(k)分別為k時(shí)刻的比例系數(shù)、積分系數(shù)和微分系數(shù)；e(k)、e(k-1)、e(k-2)分別表示k時(shí)刻、k-1時(shí)刻、k-2時(shí)刻的溫度偏差。

步驟106：根據(jù)所述燃料增加量驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)所述焚燒爐的溫度自適應(yīng)控制。

本發(fā)明通過(guò)建立模糊化自適應(yīng)模型，確定模糊化參數(shù)，包括輸入?yún)?shù)溫度偏差e和溫度偏差的變化率ec，輸出參數(shù)為經(jīng)過(guò)在線調(diào)整的比例、積分、微分系數(shù)K p、K i、K d，數(shù)字控制器的輸出為燃料增加量u等參數(shù)；建立模糊論域、量化等級(jí)范圍、模糊子集；以三角形隸屬函數(shù)對(duì)模糊變量進(jìn)行控制，從而得出模糊控制規(guī)則；經(jīng)過(guò)解模糊得到比例、積分、微分系數(shù)k p、k i、k d，從而得到控制量，k p、k i、k d隨e(k)，ec(k)的值變化而做出調(diào)整，保證焚燒室溫度控制系統(tǒng)的時(shí)效性以及自適應(yīng)性。將焚燒區(qū)進(jìn)入再燃室的溫度偏差e、溫度偏差的變化率ec等參數(shù)進(jìn)行模糊化處理，建立再燃室的模糊自適應(yīng)溫度控制系統(tǒng)，得到再燃室燃料控制的增加量。再燃室模糊溫度參數(shù)來(lái)源于燃燒室出口的溫度參數(shù)，模糊自適應(yīng)過(guò)程與焚燒室一樣。將焚燒室和再燃室二者的燃料控制增加量反饋至總增加量，從而實(shí)現(xiàn)焚燒爐的模糊自適應(yīng)溫度控制，如圖4所示。

因此，所述步驟106根據(jù)所述燃料增加量驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)所述焚燒爐的溫度自適應(yīng)控制，具體包括：

將所述焚燒室的燃料增加量和所述再燃室的燃料增加量求和得到總?cè)剂显黾恿浚?/span>

根據(jù)所述總?cè)剂显黾恿框?qū)動(dòng)所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)所述焚燒爐的溫度自適應(yīng)控制。

當(dāng)然，本發(fā)明提出的一種焚燒爐模糊自適應(yīng)溫度控制方法，不僅僅適用焚燒爐，還可應(yīng)用于類似焚燒系統(tǒng)的模糊自適應(yīng)溫度控制，能夠提高溫度控制的時(shí)效性以及自適應(yīng)性。

基于本發(fā)明提供的方法，本發(fā)明還提供一種焚燒爐模糊自適應(yīng)溫度控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

溫差采集模塊，用于獲取焚燒爐中焚燒室或再燃室內(nèi)傳感器檢測(cè)到的溫度偏差以及所述溫度偏差的變化率；

模糊處理模塊，用于對(duì)所述溫度偏差以及所述溫度偏差的變化率進(jìn)行模糊化處理，并應(yīng)用隸屬度函數(shù)制定模糊推理輸入?yún)?shù)與模糊推理輸出參數(shù)之間的模糊控制規(guī)則表；

模糊推理模塊，用于按照所述模糊控制規(guī)則表進(jìn)行模糊推理，得到所述模糊推理輸出參數(shù)；

解模糊模塊，用于對(duì)所述模糊推理輸出參數(shù)進(jìn)行解模糊處理，得到解模糊后的參數(shù)；

數(shù)字控制器，用于根據(jù)所述解模糊后的參數(shù)計(jì)算得到所述焚燒室或再燃室的燃料增加量；

執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)模塊，用于根據(jù)所述燃料增加量驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)所述焚燒爐的溫度自適應(yīng)控制。

其中，所述模糊推理模塊具體包括：

模糊推理單元，用于按照所述模糊控制規(guī)則表進(jìn)行模糊推理，采用公式V k=(E(k)×E C (k))·R得到所述模糊推理輸出參數(shù)；其中V k為模糊推理輸出參數(shù)K p、K i、K d構(gòu)成的模糊向量，V k=[K p，K i，K d]；E(k)和E C (k)為模糊推理輸入?yún)?shù)；R為所述模糊控制規(guī)則表中的模糊控制關(guān)系。

所述解模糊模塊具體包括：

解模糊單元，用于將所述模糊推理輸出參數(shù)K p、K i、K d分別乘以比例因子k up、k ui、k ud，得到解模糊后的參數(shù)k p、k i、k d。

所述數(shù)字控制器具體包括：

數(shù)字控制器單元，用于根據(jù)所述解模糊后的參數(shù)k p、k i、k d，采用公式u(k)=k p(k)[e(k)-e(k-1)]+k i(k)[e(k)]+k d(k)[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]計(jì)算得到所述焚燒室或再燃室的燃料增加量；其中u(k)表示k時(shí)刻的燃料增加量；k p(k)、k i(k)和k d(k)分別為k時(shí)刻的比例系數(shù)、積分系數(shù)和微分系數(shù)；e(k)、e(k-1)、e(k-2)分別表示k時(shí)刻、k-1時(shí)刻、k-2時(shí)刻的溫度偏差。

所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)模塊具體包括：

總?cè)剂显黾恿坑?jì)算單元，用于將所述焚燒室的燃料增加量和所述再燃室的燃料增加量求和得到總?cè)剂显黾恿浚?/span>

執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)單元，用于根據(jù)所述總?cè)剂显黾恿框?qū)動(dòng)所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)所述焚燒爐的溫度自適應(yīng)控制。

本發(fā)明提供的一種焚燒爐模糊自適應(yīng)溫度控制方法采用模糊自適應(yīng)控制來(lái)調(diào)節(jié)溫度，該方法具有穩(wěn)定性好、響應(yīng)效率高的優(yōu)勢(shì)。且本發(fā)明的模糊自適應(yīng)溫度控制系統(tǒng)能夠克服系統(tǒng)的干擾，篩減系統(tǒng)誤差，提高系統(tǒng)的魯棒性。所述方法及系統(tǒng)中，比例、積分和微分系數(shù)k p(k)、k i(k)、k d(k)隨e(k)、ec(k)的值變化而做出調(diào)整，使溫度控制系統(tǒng)適應(yīng)性更強(qiáng)，更加穩(wěn)定。

本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。對(duì)于實(shí)施例公開(kāi)的系統(tǒng)而言，由于其與實(shí)施例公開(kāi)的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法部分說(shuō)明即可。

本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

焚燒爐模糊自適應(yīng)溫度控制方法及系統(tǒng).pdf