火电厂球磨机制粉系统自动化控制问题研析

　　火电厂球磨机制粉系统是典型的非线性多输人多输出(MIMO)系统，具有大滞后、大惯性、强藕合的特点，是火电厂自动控制的难题之一[l]。

　　球磨机制粉系统的智能控制是该系统实现自动控制的较好方法，但由于火电厂所使用的煤种多变，煤质不一，原煤的粒度、水分、温度、可磨性系数、挥发分等指标不固定，以及钢球在运行过程中的磨损，使得球磨机表现出时变特征[2]，即系统参数随时间推移产生变化，导致智能控制系统的调节效率下降。为此，本文介绍基于 Takagi-Sugeno模糊规则模型的球磨机制粉专家智能控制系统，并运用基于规则更新的自校正控制方法进行有效地仿真。

　　1 智能控制模型

　　火电厂球磨机制粉系统的控制如图 1 所示，该系统是3输入3输出系统，其中输入向量为给煤量CF, 热风HA和再循环风RA，输出向量是球磨机出入口压差PD，出口温度OT和入口负压SP。PD为球磨机负荷，CF控制PD; HA控制OT;RA控制SP。该系统中存在强祸合关系，相应的数学模型为[3，4]：

　　球磨机制粉系统理想的控制效果是，在保证系统安全和煤粉品质的条件下，按最大负荷运行，最高效地磨制合格的煤粉[5]。协调控制好PD、OT和SP，才能 使球磨机制粉系统安全经济运行。

　　球磨机制粉系统的智能控制模型采用基于Takagi Sugeno机理以模糊规则为基础的智能控制模型[6-9]：

　　If[PD(t)OT(t)SP(t)]T is M

　　Then [PD(t)OT(t)SP(t)]T

　　=L[CF(t)HA(t)RA(t)]T

　　M是变量PD、OT和SP测量参数的模糊描述阵：

　　制定控制规则集，其中一条基本控制规则是：

　　If PD is PL (负荷超出期望值大) Then NL·CF(给煤量应大量减小)

　　And PS·HA (热风应少量增加)

　　And PS·RA (再循环风应少量增加)与传统PID控制比较，该智能控制模型并非仅有3个独立的控制回路，而是基于输人输出变量间的藕合关系通过专家模糊控制系统来实现。

　　2 专家模糊控制

　　基于专家系统的模糊智能控制是比较有效的球磨机制粉系统智能控制方法之一[10]，其工作流程如图2所示。

　　(l)由检测单元测量球磨机的PD、OT和SP 3个主要参数。

　　(2)信息处理单元把测量到的参数按模糊划分原则，转变成相应的模糊信息，并将参数划分为9类，即正很大PV，正大PL，正中PM，正小PS，零ZO，负小NS，负中NM，负大NL，负很大NV。

　　(3)专家模糊控制系统进行模糊推理，其核心包括前向产生式推理机、规则集和数据库。

　　(4)对模糊推理结果进行综合决策，得到CF、HA和RA的模糊调节信息。