模糊控制与前馈补偿结合的汽包水位稳定方法

"基于模糊方法和前馈补偿的汽包水位控制方法 (2012年) - 张向, 陆继东, 卢志民, 董美蓉 - 华中科技大学学报(自然科学版)" 这篇2012年的论文探讨了一种创新的汽包水位控制策略，该策略应用于余热锅炉，特别是纯低温余热发电站。传统的汽包水位控制通常面临烟气流量和温度变化导致的挑战，这会影响水位的稳定。论文中提出的方法是将入口烟气的流量和温度这两个关键参数纳入控制算法，并结合模糊控制技术进行前馈补偿。 首先，引入烟气流量和温度作为前馈变量是为了更精确地预测和抵消这些因素对汽包水位的影响。在控制算法中，这两个参数的实时测量值被用于计算流量修正值，这与传统的蒸汽流量前馈修正值一起作用，对给水流量进行调整。 接下来，论文采用了模糊控制方法，设计了两个模糊控制器。模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制策略，它能够处理不确定性和非线性问题，适应性强，尤其适合处理复杂系统中的模糊关系和模糊推理。在这项研究中，模糊控制器根据烟气流量和温度的输入来确定适当的给水流量修正，以维持汽包水位的稳定。 实验是在一个纯低温余热发电站上进行的，采用了二级控制方式。实验结果显示，即使在入口烟气温度和流量有大幅度波动的情况下，这种新的控制方法也能有效地保持汽包水位的稳定，其性能优于传统的PID（比例-积分-微分）控制策略。PID控制器是工业控制中最常用的控制器之一，但在处理动态变化和非线性问题时可能表现不足。 通过这种方式，模糊控制和前馈补偿的结合提供了更优的控制性能，提高了系统的鲁棒性，降低了由于工况变化引起的操作不稳定性和故障风险。这种方法对于优化余热锅炉的运行，提高能源效率，以及保障电站的安全和经济运行具有重要意义。 关键词涉及了模糊控制、前馈补偿、PID控制、汽包水位和余热锅炉，这些是理解论文核心内容的关键点。模糊控制提供了更灵活的决策能力，前馈补偿有助于提前预测并补偿系统扰动，而PID控制作为基准，突显了新方法的优势。汽包水位的稳定控制对于整个发电过程至关重要，而余热锅炉则是利用工业生产过程中的废热进行发电，是节能减排的重要技术手段。