第三章 模糊控制器理论及设计 9

3。1 PID 控制理论 9

3。1。1 模拟 PID 控制算法 9

3。1。2 数字 PID 控制算法 11

3。2 模糊控制理论 13

3。2。1 模糊控制的基本原理 13

3。2。2 模糊控制器的组成和功能 14

3。3 模糊 PID 控制器的设计 15

3。3。1 模糊化与反模糊化 16

3。3。2 模糊控制规则的建立 18

3。3。3 模糊推理 20

3。3。4 选择采样时间 21

第四章 仿真结果及分析 23

4。1 仿真过程 23

4。2 仿真的结果与分析 28

总结 33

致谢 34

参考文献 35

第一章 绪论

1。1 课题的研究背景及意义

我国目前的发电形式多样，但是多数发电厂用来发电的方式还是火力。据有 关的资料显示，近三年，国内的电厂制电的装机容量已经远远超过了 10 亿千瓦， 其中火电就在 7 亿之上，这也意味着火电已超过总容量的 72%。这些数据明显的 可以看出火电在电力能源中具备了绝对优势，是电力结构发展的主力军。这也导 致了国内电力会以火力发电为主要的方式来继续发展，而随着厂网分开，竞价上 网，火电的发展将会为电力带来很大的进步。因此，最大限度降低电力供应所消 耗的资源，能够保持锅炉安全、平稳、高效的工作，切实提高国民经济的效益。论文网

火电厂用来发电的原料基本上都是煤炭。要想减少发电的成本，提高发电量， 首当其冲就要节省原料的成本，提高燃煤的效率。比如，一个锅炉的机组大概在 300MW，如果每小时要燃烧掉 60 吨的燃料，那么在一年里将会消耗掉大概 40 万吨的燃料，其成本的昂贵可想而知。但是如果利用先进的科学技术，提高效率， 就会给发电厂带来高额的利润。仅仅将效率提高一个百分点，每年发电厂就能获 得近百万的利润。其中，锅炉效率是影响发电机效率的主要因素，煤炭燃烧效率 决定了锅炉效率的高低。凡事都有两面性，在给发电厂带来巨大利润的同时，燃 烧煤炭的过程也会给环境带去巨大的污染。这些污染物中含有硫、氮等元素组成 的化合物及大量的粉尘，这对空气来讲，绝对是不速之客。因此在研究提高燃烧 效率的同时，也需要考虑环境等因素。

火电厂燃烧系统是一个不断波动的多变量复杂系统，由多个子系统构成，受 多种因素制约。目前电厂普遍采用的是传统的线性控制，比如 PID 控制，其输 出控制量平稳，对模型的要求也比较低。但这种控制器也有缺点，就是对于像燃 烧系统这样时变性、大延迟、惯性强的控制系统，控制的准确性实在是不能让人 满意。模糊控制器的出现，则很好的解决了这类问题。模糊控制器的可控性很高， 优点非常多，能够适用于大延迟的系统。所以说，把模糊理论纳入到火电厂的燃 烧控制器的设计中是很有研究的意义的。也能够获得常规 PID 控制所达不到的 控制效果。

鉴于现代经济社会发展对电力的大量需求，同时又为了解决能源消耗量大和