ABB DCS TU804-1控制系統的結構
由通風機的運行特性可知:風量Q與電動機轉速n在一定時段內可以認為成正比關系。因此,系統在風量的閉環控制中,采用通風機電動機的轉速作為反饋量來進行風量的調節??刂圃韴D如圖1所示。
給定的ABB DCS TU804-1電機速度減去測量所得的實際速度n得到誤差e,誤差的變化率?e=e(n)-e(n-1)。PID控制器和模糊控制器對誤差和誤差變化率進行分析處理。模糊控制器根據模糊推理和運算得到PID所需參數。PID控制器輸出控制量u,輸出直接控制變頻器的輸出,變頻器輸出相應的速度控制電機運行,得到相應的風量。
圖1控制原理圖
模糊ABB DCS TU804-1控制器由PLC編程實現,其中控制算法如式(1)所示。
(1)
式中:
3 模糊ABB DCS TU804-1的設計
圖2e及?e的隸屬度函數
由上述規則可以得到模糊控制規則表,如表1、2、3所示。
?e e | NB | NS | ZE | PS | PB |
NB | PB | PB | PS | PS | NS |
NS | PB | PS | ZE | NS | NB |
ZE | PS | ZE | ZE | ZE | PS |
PS | NB | NS | ZE | PS | PB |
PB | ZS | PS | PS | PB | PB |
?e e | NB | NS | ZE | PS | PB |
NB | NB | NB | NS | NS | ZE |
NS | NB | NS | NS | ZE | PS |
ZE | PB | PS | ZE | PS | PB |
PS | PS | ZE | NS | NS | NB |
PB | ZE | NS | NS | NB | NB |
?e e | NB | NS | ZE | PS | PB |
NB | NB | NB | NS | NB | NB |
NS | NB | PS | PS | PS | NB |
ZE | NS | PS | PB | PS | NS |
PS | NB | PS | PS | PS | NB |
PB | NB | NB | NS | NB | NB |
Matlab提供fuzzy可視化模糊參數編輯器,將上述模糊參數置入模糊參數編輯器中,得到相應的模糊參數結果如圖3所示。使用Simulink對模糊PID控制器進行離線仿真,系統啟動后在t=15s處加入幅值為1的干擾信號,仿真結果如圖4所示。由圖4可知,模糊PID控制器作用下的系統具備良好的動態性能和穩態特性,能夠滿足礦井通風機監控系統的要求。
圖3 模糊規則圖示
圖4 基于模糊PID控制器的礦井通風系統Simulink仿真結果
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