摘要:水、电、网基本上是现在人们都离不开的三个要素，在人们的生活和工作中都发挥着重要作用，是人们依赖的物质，与自身的物质需求和精神需求息息相关。尤其是在电力使用方面，近年来我国的现代化高科技产品越来越多，电的应用也就越来越广，如何能保证供电质量和加紧电力技术的应用工作是众多电厂应该考虑的问题。其中电厂的热工环节就显得至关重要，热工过程中应用的模糊控制理论在模式和方法上都有了创新，主要表现在仿真技术对其的研究工作，使之模糊控制有了可行性，以促进热工工作平稳进行。为此，本文做如下分析。
关键词:模糊控制理论，热工，应用
社会的快速发展，为人们带来了高科技的现代化技术，就有科学性以及进步性，极大的促进了我国各个行业的发展，其中电力企业也因此受益不少。随着人们对电力需求的增加，如今的电厂需要大容量的火电机组，而这样就会导致电力生产难度增大，为此，我国电力企业为简化电力生产过程，提高电力生产的安全与质量，就要考虑提高对热工过程中的控制。但是目前我国还没有先进的技术控制，所以，在热工工作的质量控制上还要多加创新，加快研究模糊胡控制理论，提高应用度，促进技术的普及以及电力企业的安全稳定发展。
一、模糊PID控制的研究现状及问题
为满足人们日益增长的电力需求，需要有关人员加强热工过程中的质量控制，这就和模糊控制理论离不开关系。模糊控制理论的提出是在上世纪六十年代，主要是由一位美国的科学家提出研究的，到了上世纪七十年代，一位英国的科学家已经就能将模糊控制这种理论实际应用生活中，当时工业化革命已经到来，所以他把这项理论主要应用在蒸汽机控制方面，取得了很好的效果，继而在各个国家都有人对其研究，在实际生产中也有一些应用。理论上，模糊控制系统具有简单、参数明确并且控制效果不错等优点，在工业生产中人们也就充分利用了起来，但是随着时代的发展，人们的要求提高，它已经不能适应当下的生产环节，模糊控制系统出现参数紊乱、不具科学系统化等问题，对于现在的电力建设有一定的影响，因此，目前就需要我国有关科研人员对其加紧创新和改进工作，为保障电力安全和平稳运行，这是现在电力发展中的首要任务。
二、模糊控制在热工过程中的应用意义
电力企业的供电质量和其中的热工环节有一定的关系，因此，在热工过程控制方面要严加注意，现在热工过程多是应用的常规PID控制，具有简单易操作，模型小，有可应用性。但是随着人们需求以及质量要求的提高，常规PID控制已经不适应当今社会发展的需要，主要是由于常规PID控制有局限性，参数问题上只能只能化，以致出现问题不能进行手动调整，这就会对电力生产造成阻碍，因此，这就要求对常规PID控制加以创新，优化热工过程的控制。我国现在应用的是模糊控制，其控制系统的效果得到了广大技术人员的认可，具有很多优点。在我国电力企业中有其应用的价值。
三、模糊控制的实施步骤
在进行热工过程的模糊控制时，主要的步骤可以分为模糊化、谋划逻辑推理以及接模糊化。在实际操作的过程中这三个步骤分别是在模糊控制器的状态接口、推理机以及控制接口完成的。其中模糊化能够将相关控制对象的物理量利用传感器转变为电量，如果传感器将连续的模拟量当作输出量，那么就需要使用A/D转换器将其转换为计算机输入测量值的数字量，之后对该测量值进行处理。通过这些步骤能够将输入的精确量转变成模糊的变量，从而顺利的实现处理过程。
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四、模糊控制在热工过程中的应用
（一）模糊控制在热工对象中的应用
热工过程中的被控制对象的数学模型可以用下面的式子（公式一）来进行表示：K e -TS/（T1s+1）（T2s+1）。这个式子代表了很多的工业过程，比如热工过程、冶金过程以及炼油过程等。为了使研究更加方便，可以将数学模型变得具体一点，给K、T1、T2都赋予相应的值，之后被控制的对象就变为下面式子（公式二）的样子：20/（0.4s+1）（4s+1）。
下面开始利用模糊控制对公式二进行控制，可以使用二维模糊控制器，其中一个输入是系统误差，另一个输入是误差的变化[1]。首先，规定输入和输出变量的词集。两个输入变量的系统误差E以及误差的变化EC的词集都采用{负，零，正}的表现形式，也就是{N，O，P}，而输出变量U的变量词集要采用{负大，负小，零，正小，正大}的表表现形式，具体为{NB， NS，O，PS，PB}；其次，观察模糊变量的模糊子集。通过相应的计算可以得出，输入变量E的区域为{-20，20}，输入变量EC的区域为{-2.5，2.5}，输出变量U的区域为{-2.5，2.5}，分别选取他们的隶属度曲线。
（二）模糊控制的判定
通过详细分析上述内容，可以利用仿真技术来判定模糊控制，从而得到相应的曲线，如图1所示。从图中我们可以看出，模糊控制的效果非常好，也就是说，模糊控制在热工过程中是切实可行的。通过图1还能对PID控制和模糊控制的性能进行比较，从图中可以看出，对于公式二的对象控制来说，PID控制和模糊控制几乎是同时达到稳定状态的，PID控制的超调量大约为3%左右，而模糊控制没有出现超调量，也就是说，模糊控制的性能要比PID控制的性能要高。
（三）模糊控制在热工过程中的适应能力
对于实际的热工过程来说，具有非线性、无法准确建模的特点，而且随着时间的推移也会不断改变，为了能够检测模糊控制在热工过程中的适应能力，可以再进行下面的研究。比如，将被控制的对象进行改变，就拿公式二来说，保持K不变，但是T1、T2要进行改变，得出公式三20/（1.2s+1）（4s+1）、公式四20/（2s+1）（4s+1）以及公式五20/（2s+1）（8s+1），之后还是利用上述的模糊控制器进行模糊控制。虽然参数发生了改变，但是模糊控制的效果仍然没有改变，而且系统没有出现振荡的情况，只是调节时间在慢慢的变长，在公式三、公式四种充分体现了模糊控制在超调量和稳定状态方面的性能。虽然公式五的调节时间有一点长，可能是由于模糊规则比较简单，如果对模糊规则进行优化，就可以改变控制的效果。由此可见，模糊控制在热工过程中的作用是非常重要的，而且适应能力也比较强，具有非常好的应用前景。
五、总结
电是现代社会人们离不开的物质，因此电力生产也和人们息息相关，有关电力企业为满足广大民众的电力需求，就要在热工质量方面进行很好的控制。这就和其中的模糊控制技术分不开，虽然还不完善，但是在实际应用中还是能够收到良好的效果，并且其适应性的特点为以后的推广应用提供了可能。在热工过程中，模糊控制的应用范围比较适合在复杂且非线性系统中，除此之外，普通系统也可以应用，都能呈现不错的效果。为此，有关科研人员方面，更加要进行模糊控制的研究工作，做到创新及合理应用，推进普及工作，充分发挥模糊控制的性能，为热工环节增添保障，促进电力平稳运行以及电力企业的经济发展。
参考文献:
[1]田亮. 具迟延特性的热工对象模糊控制方法研究[J]. 大科技, 2016(9).
[2]边炜嘉. 热工自动化技术的应用发展研究[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2016(15).
[3]王光燕. 智能PID控制器在电厂热工过程控制中的应用前景[J]. 工程技术:引文版, 2016(6):00061-00061.
论文作者:张海明
论文发表刊物:《防护工程》2017年第32期
论文发表时间:2018/3/24
标签：模糊论文; 热工论文; 过程中论文; 公式论文; 电力论文; 变量论文; 过程论文; 《防护工程》2017年第32期论文;