ABB DCS TU804-1控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
由通風(fēng)機(jī)的運行特性可知:風(fēng)量Q與電動機(jī)轉(zhuǎn)速n在一定時段內(nèi)可以認(rèn)為成正比關(guān)系。因此,系統(tǒng)在風(fēng)量的閉環(huán)控制中,采用通風(fēng)機(jī)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速作為反饋量來進(jìn)行風(fēng)量的調(diào)節(jié)??刂圃韴D如圖1所示。
給定的ABB DCS TU804-1電機(jī)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(jìn)行分析處理。模糊控制器根據(jù)模糊推理和運算得到PID所需參數(shù)。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(yīng)的速度控制電機(jī)運行,得到相應(yīng)的風(fēng)量。
圖1控制原理圖
模糊ABB DCS TU804-1控制器由PLC編程實現(xiàn),其中控制算法如式(1)所示。
(1)
式中:
3 模糊ABB DCS TU804-1的設(shè)計
圖2e及?e的隸屬度函數(shù)
由上述規(guī)則可以得到模糊控制規(guī)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(shù)編輯器,將上述模糊參數(shù)置入模糊參數(shù)編輯器中,得到相應(yīng)的模糊參數(shù)結(jié)果如圖3所示。使用Simulink對模糊PID控制器進(jìn)行離線仿真,系統(tǒng)啟動后在t=15s處加入幅值為1的干擾信號,仿真結(jié)果如圖4所示。由圖4可知,模糊PID控制器作用下的系統(tǒng)具備良好的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)特性,能夠滿足礦井通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的要求。
圖3 模糊規(guī)則圖示
圖4 基于模糊PID控制器的礦井通風(fēng)系統(tǒng)Simulink仿真結(jié)果
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