模糊PID控制在电石炉电极控制系统的实现

摘要

电石炉电极控制系统是一个非线性的复杂多变的控制系统.传统的PID调节系统在电石炉生产的不同冶炼期调节稳定性差,响应时间慢,降低了生产效率,对生产质量造成了影响.通过剖析传统PID算法调节的局限性和不足,针对电石炉电极电流的非线性,时变性等特点,提出了模糊PID复合控制方法,采用两输入(电极电流偏差及其变化率)三输出(△Kp、△Ki、△Kd)的模糊算法结构,通过专家知识和现场技术经验建立模糊规则,对PID参数(Kp、Ki、Kd)进行在线整定.建立模糊规则是优化PID控制的关键.在不同的冶炼期,通过调整PID参数保证系统的快速响应和稳态性能,弥补了传统PID在非线性、多变系统中的不足,实现了电极的恒电流调节.通过MATLAB/Simulink建立电石炉电极调节系统数学模型,对比传统PID和模糊PID两种方法.仿真结果证明模糊PID复合控制方式在电石炉电极调节系统中具有快速响应和更好的鲁棒性.模糊PID复合控制方式简单易懂,操作方便,快速响应减小了对电网的冲击,优越的鲁棒性延长了电石炉使用寿命,为企业带来利润,易于推广.