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摘要：智能PID控制器就是应用智能控制技术对一般PID控制器的性能进行改进。基于此，本文就智能PID控制器在电厂热工过程控制中的应用进行研究，首先就智能PID控制器应用的必要性进行分析，然后从模糊-PID复合控制、模糊PID控制器和神经网络-PID控制的角度，阐述智能PID控制器的应用原理，最后分析智能PID控制器在单元机组负荷控制系统、过热气温系统和锅炉水位系统中的应用。
关键词：智能PID控制器；电厂热工；控制应用
引言
电厂内部装置着多样化的动力设备，因此结构比较复杂，很容易对热工过程造成影响，使工程开展中发生缓慢的温度变化、非线性变化、延迟等现象。利用一般的PID控制器无法避免这些影响，构建出完善的数学模型，因此应用效果存在较大的局限性，而智能PID控制器在一般PID控制器的基础上创新应用智能控制技术，使一般PID控制器的性能得到改进和优化，从而拓展PID控制器的应用领域。
一、智能PID控制器在电厂热工过程控制中应用的必要性分析
从电厂热工过程控制的实践操作来看，一般PID控制器无法应对电厂复杂的动力结构，建构出精准而完善的数学模型，实现对各个动力系统的有效控制，因此在实际应用中具有很大的局限性，无法适应当前日趋复杂的电厂内部结构，因此必须对一般PID控制器进行优化，从而拓宽该技术的应用领域。另外，一般PID控制器本身的参数整定方法具有局限性，因此无法适应多元化的动力工况，为解决这一问题，必须对PID控制器的性能进行研究。
对PID控制器的研究历时已久，很多研究人员在对一般PID控制器的性能进行优化时，逐渐产生规则整定法、闭环搜索法、间接自整定等一些多样化的参数整定方法，但是这些方法普遍都需要遵循较多的运行规则，同时还要对多样化的特征参数进行辨识，因此只适用于一些工况比较简单的电厂，无法应用于复杂的工况过程控制，而部分研究人员通过改进PID算法的方式对PID控制器进行优化，并产生选择性控制算法、非线性控制算法、自适应性控制算法等先进算法，并且综合应用智能控制技术，对学习算法、直觉推理规则、启发式直观判断、专家经验等方法进行有效利用，从而形成智能PID控制器，使电厂热工过程控制水平有显著提升。
二、智能PID控制器的应用原理分析
（一）模糊PID控制器
模糊PID控制器对智能控制系统的应用主要包括两个方面，一是模糊推理功能，二是知识库功能，通过这两种功能发出过程控制信号，然后在遵循各种系统运行规则的基础上，形成一种与一般PID控制器相同的结构，并体现出同样的非线性特征。模糊PID控制器主要有以下几种类型，分别是PI模糊控制器、PD模糊控制器和PID模糊控制器，这三种模糊控制器都采用先输入、后输出的结构，但是输入和输出的手段存在差异。以PD模糊控制器为例，这种控制器的优势在于能够动态获取系统响应，而且速度极快，但是会产生一些数据误差，因此输入程序由系统误差、系统误差的变化率构成，而输出程序为控制量。为了减少误差产生的影响，可以利用比例积分方式进行改善。
（二）模糊-PID复合控制
模糊-PID复合控制是由多种结构组成的，其中主要包括P控制器信号结构、I控制器信号结构、PI控制器信号结构、PID控制器信号结构和Mamdani模糊控制器。在电厂热工过程控制中，由于动力系统在运行中会产生一些偏差，因此必须对多种控制器的功能进行综合利用，从而使控制器的性能得到优化，实现对电厂热工规程的多功能控制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在实际应用过程中，需要对逻辑电路进行合理设计，着重解决电路在切换时产生的串扰现象，为此可以采用切换逻辑、模糊控制器与PID控制器并列串联的模式完成输入和输出的过程。
（三）神经网络-PID控制
将神经网络与PID控制器综合利用就是在神经网络中对控制器的参数进行调试，从而实现最精准的转换。利用神经网络-PID控制可以使数学建模的效率和质量得到显著提升，从而应对更加复杂的控制系统。例如神经网络自适应PID控制器能够对系统的运行状态进行预测，并且根据预测的结果对自身状态进行针对性的调整，从而提高控制器的自适应水平，使复杂过程控制的能力得到提升[1]。
三、智能PID控制器在电厂热工过程控制中的应用
（一）单元机组负荷控制系统
PID控制器在对电厂热工过程进行控制时，往往会出现时变性、非线性等现象，而其中最典型的系统就是单元机组负荷控制系统。因为单元机组负荷控制系统在实际运行中会受到很多变量的影响，因此常常会出现数学模型构建不精准的现象，而利用智能控制技术能够有效解决这一问题。例如应用神经网络-PID控制器，通过自适应神经元模型的负荷控制系统能够使学习参数得到有效收敛，并且达到平衡的状态，从而提升系统的过程控制水平，而综合应用神经元控制和模糊逻辑算法能够使智能PID控制器的自适应性得到显著增强。
（二）过热气温系统
智能PID控制器在电厂过热气温系统中有典型的应用。随着电力行业自动化水平的提升，电厂热工过程控制器的运行模式发生一定的变化，因此过热气温系统也随之变化。从实践操作中可以看到，智能网络安全漏洞披露规则及其体系设计控制器能够有效提升过热气温系统的控制水平，实现二级减温水的高效调控。例如在系统的气温存在较大偏差时，可以采用模糊控制技术对系统的控制量进行计算，并且减少系统干扰，使响应速度得到极大的提升；在系统的气温存在偏差较小的情况时，可以对专家经验法进行有效利用，对PID进行调试整定，对偏差的噪声范围进行测试，并且根据结果确定PID参数，从而使过热气温系统过程控制的精准度得到提升。
（三）锅炉水位系统
锅炉水位系统是电厂热工过程控制的重要组成部分，在实际操作中具有显著的延迟性特点，而且系统的参数也会随着延迟现象发生一定的改变，从而产生严重的虚假水位现象，一般采用PID控制参数设计和构建数学模型的方式解决这一问题，但是解决的效果不够理想，因此可以采用智能控制技术，利用智能PID控制器对锅炉水位系统中的参数进行调整，以模糊逻辑规则对水位参数进行控制。例如在对带有每小时75T冲击负荷的循环流化锅炉系统进行控制时，着重用智能PID控制器对汽包水位的参数进行控制，避免误差产生[2]。
结论：综上所述，针对智能PID控制器在电厂热工过程控制应用的探究是非常必要的。随着科学技术的发展，智能控制技术在各领域得到有效利用，极大提升工作效率和质量。在电厂热工过程控制中应用智能控制技术能够有效优化一般PID控制器的性能，对单元机组负荷控制系统、过热气温系统和锅炉水位系统进行智能控制。希望本文能够为研究智能PID控制器在电厂热工过程控制应用的相关人员提供参考。
参考文献：
[1]张鑫,尚坤,卢红强.智能PID控制器在电厂热工过程控制中的应用[J].产业与科技论坛,2016,15(04):65-66.
[2]温宗英,宋毅云.HKQ-ZNYK型智能伺服控制器在电厂控制中的应用[J].石河子科技,2010(05):38-39.
论文作者:杨建民
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/12
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