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Bang_Bang_模糊PID煤湿度控制器设计与实现

第24卷 第8期 · 786 ·

电子测量与仪器学报

JOURNAL OF ELECTRONIC MEASUREMENT AND INSTRUMENT

Vol. 24 No. 8 2010年8月

DOI: 10.3724/SP.J.1187.2010.00786

Bang-Bang+模糊PID煤湿度控制器设计与实现*

欧青立 吴兴中 崔 力

(湖南科技大学信息与电气工程学院, 湘潭 411201)

摘 要: 介绍了湖南湘潭钢铁集团有限公司煤湿度控制系统, 采用Bang-Bang与模糊PID相结合的控制策略, 利用模糊控制技术在线调整PID的参数来优化PID性能, 使系统在静态、动态都有比较理想的性能指标。选用ARM7 LPC2131作为控制器, 给出了控制系统的结构图和模糊规则表, 并对控制器硬、软件进行了设计。实际运行结果表明控制系统具有较好的控制 性能。

关键词: 模糊PID控制;Bang-Bang控制;湿度控制;模糊规则表

中图分类号: TP273+4 文献标识码: A 国家标准学科分类代码: 510.80

Design and realization of Bang-Bang +Fuzzy PID coal moisture Controller

Ou Qingli Wu Xingzhong Cui Li

(Institute of Information and Electrical Engineering, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan 411201, China)

Abstract: The coal moisture control system of XIANGTAN STEEL GROUP CO., LTD. STEEL WIRE ROPE

FACTORY is introduced, in which the control strategy by integrating Bang-Bang and fuzzy PID control is used. The optimizing PID property by using fuzzy control to online adjust the parameter of PID makes static and dynamic per-formance of the system better. In this paper, ARM7 LPC2131 is selected as the controller, the structure diagram of con-trol system and fuzzy rule table is given and the fuzzy controller hardware and software is designed. The result indicates that the control system has better control property.

Keywords: Fuzzy PID control; Bang-Bang control; moisture control; fuzzy rule base.

1 引 言

PID控制是一种传统的经典算法, 它具有控制适应性好, 鲁棒性强, 算法简单等诸多优点, 工业过程控制领域至少有近90%的控制回路采用PID控制。但对于大时滞、环境复杂、参数变化大的非线性系统, PID控制效果不理想。模糊控制引入了逻辑推理, 且不依赖被控对象的精确数学模型, 具有响应快、鲁棒性好等特点, 对于有非线性、大惯性环节的工业过程具有良好的控制效果。把模糊控制与PID控制相结合组成模糊PID, 与单一的PID控制相比, 模糊PID具有超调量小, 响应时间快等特点[1-2]。 为了优化控制时间, 孟珺遐等提出了一种Bang-Bang+模糊PI的自适应复合控制器, 仿真结果

[3]

表明这种复合控制器上升时间短、稳态精度高、鲁棒性强。刘燕等[4]采用时间最优控制控制与模糊PID相结合的控制策略对干燥箱的温度进行实时控制, 缩短了响应的上升时间。

本文使用ARM7 LPC2131作为控制器, 以湖南湘潭钢铁集团有限公司焦化厂煤湿度控制系统为实例, 应用Bang-Bang+模糊PID相结合的控制策略成功地对煤湿度进行实时控制。这样使Bang-Bang控制迅速减小大误差的优势, PID控制精度高、超调小的优点得到了最佳应用。优化了湿度控制过程的静态、动态性能, 达到精确、快速的控制目的。

2 湿度控制策略

湖南湘潭钢铁集团有限公司焦化厂的主要任务

本文于2009年10月收到。

*基金项目: 湖南省自然科学基金(编号: 04JJ40041)资助项目; 湖南省教育厅科研基金(编号: 04C198)资助项目。

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