高炉鼓风机防喘振模糊PID控制算法

以鼓风机风压的偏差e及其变化△e为特征变量，e(k)表示高炉鼓风机风压离散化的偏差值，e(k-1)、e(k-2)分别表示前一个和前两个采样时刻的偏差值，则
△e(k)=e(k)-e(k-1)；
△e(k-1)=e(k-1)-e(k-2)
在高炉鼓风机防喘振控制系统中，采用产生式规则描述过程的因果关系，并带有调整参数的控制规则，来建立控制规则集，即：“IF A AND B THEN C”。高炉鼓风机防喘振控制系统共有7条推理规则：
1)IF e(k)≥Nmax THEN防喘振阀全开；
2)IF e(k)≤Nmin THEN防喘振阀全闭；
3)IF e(k)*△e(k)>0 AND e(k)≥Ma THEN对防喘振阀进行较强的PID控制。参数为：P1、I1、D1；
4)IF e(k)*△e(k)>0 AND e(k)≤Ma THEN对防喘振阀进行适当的PID控制。参数为：P2、I2、D2；
5)IF e(k)*△e(k)0 AND e(k)*△e(k-1)>0 THEN对防喘振阀进行较弱的PID控制。参数为：P3、I3、D3；
6)IF e(k)*△e(k)0 AND e(k)*△e(k-1)0 THEN对防喘振阀进行较强的PID控制。参数为：P4；
7)IF e(k)=0 THEN防喘振阀控制不变。
其中Nmax、Nmin、Ma是为设定的误差极限，且Nmax>Ma>Nmin；Nmax、Nmin、Ma参数以及PID参数都是工程师根据鼓风机实际运行情况确定的。
2．3 高炉鼓风机防喘振模糊PID控制硬件平台
系统硬件平台是基于DSP的4～20 mA电流环电路，TMS320F2812DSP是TI公司出品高性能芯片，其具有强大的数据处理能力，性能优越，特别适用于有大批量数据处理的控制场合，如数据采集，工业自动化控制等。在工业过程控制中，与电压信号相比，4～20 mA电流环具有强大的抗干扰能力。而且防喘振阀也是采用4～20 mA电流控制。当输入电流为4 mA时，防喘振阀全开；当输入电流20 mA时，防喘振阀全闭。系统电路原理如图3所示。

在系统中，鼓风机的风压和风量传感器产生的4～20 mA电流信号，再通过I／U转换器，把4～20 mA电流信号转换为0～3 V电压信号。信号进入TMS320F2812DSP中进行A／D转换，CPU经过计算相应，输出相应信号，经过D／A和芯片XTR110转化后为转换为4～20 mA电流信号。
2．4 高炉鼓风机防喘振模糊PID控制软件设计
通过采集到的风量、风压信号进过DSP中进行模糊PID调节控制。在模糊PID控制对变参数PID的量化因素Kp，Ki，Kd进行及时调整。图4为系统软件流程图。

3 结束语
利用模糊PID控制鼓风机防喘振其效果具有很好的动态特性和出色的稳态特性，抗干扰强，有较强的鲁棒性，非常适合风量、风压非线性、时变、强干扰的不确定复杂因数的系统。