Застосування нечіткого регулятора для регулювання рівня води в барабані парового котла Е-50

Abstract

Рівень води в барабані парового котла є одним із найважливіших параметрів, що ха рактеризує надійність роботи котлоагрегату. В даний час все більшого поширення набувають нечіткі регулятори, які реалізують на практиці нечіткі алгоритми управ- ління агрегатами, механізмами, а також технологічними процесами. Застосування технології нечіткої логіки, орієнтованої на обробку логіко-лінгвістичних моделей по- дання знань, відкриває широкі перспективи для створення інтелектуальних систем управління складними динамічними об'єктами, що діють в умовах неповної інформативності, прогнозувати поведінку системи, формувати множину альтернативних дій, виконувати формальний опис нечітких правил прийняття рішень. Оперативна ж зміна налаштованих параметрів регулятора дозволяє якісно перейти на більш високий рівень управління технологічними процесами, які супроводжують діяльність людини. Метою цієї роботи є проведення аналізу якості стабілізації рівню води в барабані па- рового котла за умови впровадження нечіткого регулятора, а також спрощення структури системи регулювання. У статті пропонується порівняльний аналіз моделі класичної3-імпульсної автоматичної системи регулювання (АСР) рівня з ПІ-регулятором з одноконтурною АСР з нечітким регулятором, у який введено додатковий сигнал по швидкості зміни відхилення регульованої величини. Три-імпульсна АСР має недоліи. Основним недоліком вказаної АСР є той факт, що при зникненні будь-якого з трьох сигналів система припиняє роботу, а при наявності розбіжності в показаннях витратомірів по живильній воді та перегрітому пару регулятор починає підтримувати рівень води в барабані, який дорівнює сумі завдання і величини, пропорційній цій розбіжності (з'являється статична помилка регулювання).

The water level in the drum of a steam boiler is one of the most important parameters characterizing the reliability of the boiler unit operation. Currently, fuzzy controllers are becoming more and more widespread, which implement in practice fuzzy algorithms for controlling units, mechanisms, as well as technological processes. The use of fuzzy logic technology, focused on processing logical-linguistic models of knowledge representation, opens up broad prospects for creating intelligent control systems for complex dynamic objects operating in conditions of incomplete information content, predicting the behavior of the system, generating many alternative actions, and performing a formal description of fuzzy decision-making rules. Operational change of the tuning parameters of the regulator makes it possible to qualitatively move to a higher level of control over technological processes accompanying human activity. The purpose of this work is to analyze the quality of stabilization of the water level in the drum of a steam boiler subject to the introduction of a fuzzy regulator, as well as to simplify the structure of the control system. The article proposes a comparative analysis of the model of a classic 3-pulse automatic control system (ACS) with a PI-controller with a single-loop ACS with a fuzzy controller, into which an additional signal is introduced for the rate of change of the deviation of the controlled value. Threepulse ACS has disadvantages. The main disadvantage of this ACP is the fact that the disappearance of any of the three signals, the system stops working, and in the presence of discrepancies in the readings of flow meters for feed water and superheated steam, the regulator begins to maintain the water level in the drum, which is equal to the sum of the task and value, proportional to this discrepancy (there is a static adjustment error).