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专利号: 2018102913690
申请人: 陕西科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于模糊免疫PID算法的烘缸进出口差压的控制系统,其特征在于:包括用于控制烘缸(2)进出口差压的流量调节热泵(5),烘缸(2)的进出口处设置的用于监测烘缸进出口压力的进口压力变送器(6)和烘缸出口压力变送器(7),闪蒸罐(3)和流量调节热泵(5)之间的二次蒸汽排放管道(12)上设置的排汽阀(4);还包括烘缸进出口差压的控制回路DPIC101,控制回路DPIC101中包括模糊免疫PID控制器,模糊免疫PID控制器基于模糊免疫PID控制算法其中,e(k)代表偏差量,u(k)代表控制器的输出,Δu(k)代表控制器输出变化量,K代表免疫反馈响应速度,η代表免疫反馈稳定效果,KI0、KD0分别为模糊控制器初始积分值、微分值,ΔKI、ΔKD分别为模糊控制器的输出积分增量、微分增量。

2.基于模糊免疫PID算法的烘缸进出口差压的控制方法,其特征在于:烘缸进出口差压控制回路DPIC101根据烘缸入口压力变送器(6)和烘缸出口压力变送器(7)检测到的差压值ΔP与工艺设定差压范围ΔP0~ΔP1作对比,控制流量调节热泵(5)开度的烘缸进出口压差控制方法。

3.根据权力要求2所述的基于模糊免疫PID算法的烘缸进出口差压的控制方法,其特征在于:以烘缸(2)的进出口差压作为被控参数,通过烘缸入口压力变送器(6)和烘缸出口压力变送器(7)分别检测烘缸入口和烘缸出口压差并反馈,烘缸进出口差压控制回路DPIC101采用模糊免疫PID控制器,根据偏差值调节热泵(5)的开度,调节蒸汽量而实现对烘缸进出口差压的控制。

4.根据权力要求2所述的基于模糊免疫PID算法的烘缸进出口差压的控制方法,其特征在于:以烘缸(2)的进出口差压ΔP作为被控参数,若ΔP<ΔP0,模糊免疫PID控制器根据偏差增大热泵(5)的开度,使烘缸进出口差压稳定在ΔP0~ΔP1;若热泵开度已经达到100%,ΔP仍小于ΔP0,需要打开排汽阀(4)放汽以进一步增大差压;

若ΔP>ΔP1,模糊免疫PID控制器根据偏差减小热泵(5)的开度,使烘缸进出口差压稳定在ΔP0~ΔP1之间。

5.根据权力要求2所述的基于模糊免疫PID算法的烘缸进出口差压的控制方法,其特征在于:模糊免疫PID控制器的设计过程包括以下步骤:步骤1,根据生物特异性免疫机理,得到免疫反馈基本模型,免疫反馈基本模型中包含非线性函数;

步骤2,利用模糊控制器来逼近步骤1所得免疫反馈数学模型里面的非线性函数,得到模糊免疫比例算法,用于调节比例系数,其中,模糊控制器输入为模糊免疫PID控制器的输出和输出变化量,其输出为非线性函数的值;

步骤3,采用模糊控制器调节微分系数和微分系数,模糊控制器的输入为偏差和偏差变化量,输出为积分增量和微分增量;

步骤4,列出常规PID算法离散形式,联合步骤1、步骤2和步骤3得到模糊免疫PID算法的表达式。

6.根据权力要求5所述的基于模糊免疫PID算法的烘缸进出口差压的控制方法,其特征在于:步骤1中免疫反馈基本模型为u(k)=K(1-ηf(u(k),Δu(k)))e(k)。

7.根据权力要求5所述的基于模糊免疫PID算法的烘缸进出口差压的控制方法,其特征在于:步骤2中采用二维模糊控制器逼近步骤1中的非线性函数f(u(k),Δu(k))),模糊控制器的输入变量为PID控制器的输出u和输出偏差量Δu,负、零和正三个模糊集对输入变量u模糊化,负和正两个模糊集对输入变量Δu模糊化;负、零和正三个模糊集模糊化函数f(u,Δu))的值,确定所述模糊集的论域,得出模糊免疫模型用于调节PID控制器中的比例系数。

8.根据权力要求5所述的基于模糊免疫PID算法的烘缸进出口差压的控制方法,其特征在于:步骤3中采用模糊控制调节积分系数和微分系数,模糊控制器的输入为偏差e和偏差变化量Δe,输出变量为积分系数增量ΔKI和微分系数增量ΔKD;输入变量e和Δe均被七个模糊集模糊化,即负大、负中、负小、零、正小、正中和正大,确定输入变量e和Δe的论域均;

输出变量ΔKI和ΔKD均被七个模糊集模糊化,即负大、负中、负小、零、正小、正中和正大,确定输出变量ΔKI和ΔKD的论域。

9.根据权力要求5所述的基于模糊免疫PID算法的烘缸进出口差压的控制方法,其特征在于:步骤4所得模糊免疫PID控制算法最终表达式为:其中,e(k)代表偏差量,u(k)代表控制器的输出,Δu(k)代表控制器输出变化量,K代表免疫反馈响应速度,η代表免疫反馈稳定效果,KI0、KD0分别为模糊控制器初始积分值、微分值,ΔKI、ΔKD分别为模糊控制器的输出积分增量、微分增量。