极的促进作用。模糊控制的特点所谓模糊控制，即不是指被控对象是模糊的，也不是指控制器是不确定的，而是指在表示知识概念上的模糊性。虽然模糊控制算法是通过模糊语言描述的，但火电厂过热汽温模糊控制的研究所完成的却是项完全确定的工作。模糊控制理论是控制领域中非常有发展前途的个分支，这是由于模糊控制具有许多传统控制无法与之比拟的优点，其中主要是使用语言方法，可不需要掌握过程的精确数学模型。因为对复杂的生产过程很难获取过程的精确数学模型，而语言方法却是种很方便的近似对于具有定操作经验而非控制专业的工作者，模糊控制方法易于掌握操作人员易于通过人的自然语言进行人机界面联系，这些模糊条件语句很容易加入到过程的控制环节上采用模糊控制，过程的动态响应品质优于常规控制，并对过程参数的变化具有较强的适应性具有内在并行处理机制，表现出极强鲁棒性，模糊控制器参数易调整算法简单，执行快，易实现具有较好的经济性。除以上所述优势，模糊控制现存下述几方面不足精度不够高自适应能力差控制规则优化尚有困难。不论如何，模糊控制虽有不足，但有着其他控制方法难以取代的优势，相信在不久的未来，模糊控制会日益完善。模糊控制系统模糊控制系统框图简图如图所示。图模糊控制系统框图简图由模糊控制系统框图可以看出，模糊控制与常规控制的区别就在于控制器的不同，其他环节大致相同。模糊控制器是模糊控制的核心，也是模糊控制系统区别于其他自动控制的主要标志。火电厂过热汽温模糊控制的研究模糊控制器的设计模糊控制可以被认为是在总结采用人类自然语言概念操作经验的基础上升华而发展起来的模仿人类智能的类控制方法，这类控制的核心是模糊控制器。模糊控制器的组成模糊控制器通常由下列几个部分组成如图所示。图模糊控制器输入输出量的规范化输入量的模糊化语言控制规则模糊逻辑推理输出量的非模糊化。输入输出量的规范化是指将规范化的控制器输入输出限制在规定的范围之内，以便于控制器的设计和实现。因为控制器的输入值般都不是模糊数，因此模糊化过程就是将输入值转化为模糊量。语言控制规则和模糊逻辑推理是控制器的核心。根据模糊输入量和语言控制规则，模糊逻辑推理决定输出量的个分布函数。非模糊化过程将输出量的分布函数转化为规范化的输出量。最后控制器将规范化的输出量转化为实际的输出值即控制量去控制系统。隶属度函数及模糊化模糊集合是普通集合的推广，是用隶属度函数来描述的。隶属度函数是条曲线，定义了怎样将论域上的每个点映射到个到之间的隶属度，也就是说，隶属度函数是在，区间内连续取值。隶属度函数作为模糊集合论的基础，如何确定隶属度函数就是个关键问题。由于模糊集合理论的研究对象具有模糊性和经验性，因此找到种统的方法确定隶属度函数是不现实的。般在实际应用中为了简化计算，常选取三角形梯形钟形等曲线作为隶属度函数曲线。设为以实数为论域的模糊集合，其隶属度函数为，如果对任意实数火电厂过热汽温模糊控制的研究，都有，则称为凸模糊集。凸模糊集实质上就是隶属函数，具有单峰值特性，今后所用的模糊集合般均指凸模糊集。模糊化的作用是将输入的精确量转化成模糊化量。模糊控制器的输入是精确的数值，必须变换成相应的自然语言，模糊控制器才能接受，人们将该变换过程称为模糊化。确定模糊控制器的输入量，把其变成模糊控制要求的输入量。般采用偏差及偏差的微分，作为模糊控制器的输入。本课题的输入量为两个，分别为温度偏差和温度偏差变化率，模糊控制器的输出量为阀门开度。将上述处理过的输入量进行尺度变换，使其变换到各自的论域范围。即将输入量从基本论域变量的实际变化范围变换到模糊控制要求的论域模糊论域内。在火电厂自动控制系统中，因系统采用的是标准信号，故模糊控制器的输入量偏差，偏差变化率和输出量的实际变化范围可取，。模糊控制规则中前件的模糊语言变量构成模糊输入空间，后件的模糊语言变量构成模糊输出空间。每个模糊语言变量的取值为组模糊语言名称，构成了模糊语言名称的集合，每个模糊语言名称对应个模糊集合。对于每个模糊语言变量，其取值的模糊集合可以具有相同的论域。取偏差偏差变化率和输出变量的模糊集整数论域均为并将其划分为个档。即∈首先进行偏差的变换，对于实际偏差要将其变换到相应的论域，采用线性变换，设偏差的实际值为，经过变换后的偏差为，则公式为则。同样，可得到偏差变化率。对于比例因子和量化因子，本课题用在线调节的方法进行调节，量化因子和比例因子的取值影响模糊化的精度量化因子越大，系统调节惰性越小，系统上升速率越大。过大，将产生较大的超调，严重时会产生振荡，甚至使系统不能稳定工作。过小，系统上升速率较小，导致快速性变差。另方面，也严重影响系统的稳态特性，导致稳态精度降低。而量化因子的作用效果与相反。比例因子作用类似比火电厂过热汽温模糊控制的研究例作用，越大，上升速率越快，过大则容易使系统输出产生波动，可能导致等幅振荡甚至发散越小，系统前向增益越小，输出的上升速度越小，快速性变差。知识库输入和输出空间的模糊划分模糊控制规则中前提的语言变量构成模糊输入空间，结论的语言变量构成模糊输出空间。每个语言变量的取值为组模糊语言名称，构成了语言名称的集合。每个模糊语言名称对应个模糊集合，其个数决定了模糊控制精细化的程度。这些语言名称通常具有定的含义。如负大负中负小零正小正中正大。图表示了两个模糊分割的例子，论域均为隶属度函数的形状为三角形或梯形。图所示为模糊分割较粗的情况，图为模糊分割较细的情况。图中所示的论域为正则化即∈，的情况，且模糊分割是完全对称的。在特殊情况下，模糊语言名称也可为非对称和非均匀地分布。图模糊分割模糊分割的个数也决定了最大可能的模糊规则的个数。例如，对于双输入单输出的模糊系统，和的模糊分割数分别为和，则最大可能的规则数为。模糊划分的个数同时决定了最大可能的模糊规则的个数。模糊划分的个数越多，控制规则数越多，这将给确定控制规则带来困难但是模仿真结果模糊控制器控制器图模糊控制器与并联的控制器的显示图形对比为了观察当对象模型变化时模糊控制的作用，在复合模糊串级控制系统的后面增加了个的惯性环节，对其进行仿真，并与串级控制系统进行比较，结果如图。仿真时间仿真结果模糊控制串级控制图被控对象的数学模型发生变化时得到的仿真图形图仿真结果表明，相对于串级控制，复合模糊串级控制超调量更小，调节时间更短，整个过渡过程显得更加平稳，且有较强的抗干扰能力，改善了动态品质。火电厂过热汽温模糊控制的研究从图可以看出，复合模糊控制器控制作用更为迅速，调整时间也更短。从图可以看出当控制对象的图形在调整的过程中，由于模糊控制器模糊规则的作用，调整时间大大缩短，动态品质得到改善。可见过热汽温复合模糊串级控制系统仿真的结果基本上实现了设计的要求，当在主对象后面同时添加个的惯性环节后，复合模糊控制系统受到的影响远小于串级控制系统，说明在定的范围内，串级模糊控制系统的鲁棒性得到了定的体现。本章小结支撑模糊控制的主要基石是模糊集理论基于规则的专家系统和控制理论。模糊控制系统主要由模糊化模糊推理知识库和清晰化四部分组成。知识库由数据库和模糊控制规则库两部分组成。数据库中包含了与模糊控制规则及模糊数据处理有关的各种参数，其中包括尺度变换参数模糊空间分割和隶属度函数的选择等规则库使用语言来描述控制的目标和策略，形成定数量控制规则，由系列的表示模糊输入接口的作用，是将明确的输入值变换为对应隶属函数的模糊语言值，而清晰化去模糊输出接口的作用，是将模糊的计算结果变换为对应于实际控制范围的数值输出。模糊控制器的设计可以在中实现，要注意论域的分割和模糊规则的选用，这样才能达到最好的控制效果。经典控制器参数的调整主要依赖于被控对象的数学模型。模糊控制方法是主要依据操作人员经验控制系统的要求和硬件的实现，被控对象的数学模型对其影响小很多，二者有本质的区别。模糊控制具有人工智能化，对过程参数的变化具有较高的适应性，具有明显加快系统的控制速度和减小系统控制时间等特点，在工业生产中越来越多的得到运用。过热汽温复合模糊串级控制系统具有较为优良的稳定性快速性准确性和鲁棒性，主要原因有几方面。利用了串级控制系统的主副两个回路的结构串级控制系统的主副两个回路的结构，在较大程度上，保证了过热汽温复合模糊串级控制系统的稳定性和快速性。在副回路中使用了适合火电厂实际生产技术要求的模糊控制器在较大程度上，保证了过热汽温复合模糊串级控制系统的鲁棒性，对稳定性和快速性也有重要作用。模糊控制器的输入信号取偏差和偏差变化率火电厂过热汽温模糊控制的研究模糊控制器的输入信号取偏差和偏差变化率，这有利于过热汽温复合模糊串级控制系统控制参数的的整定，有利于整个系统的控制性能。本章节模糊控制系统的研究中，从仿真的结果可以看出相对于传统的串级控制，复合模糊串级控制系统是比较完美的，在调节品质，快速性上，模糊控制系统都体现出了绝对的优势。并且可以看出，在定的范围内，复合模糊串级控制系统的鲁棒性得到了定的体现。火电厂过热汽温模糊控制的研究结论与展望主要结论通过本次的课题的学习，可以得到了如下结论由于被控对象过热器具有大延迟大惯性时变非线性和具有自平衡能力等特性，在负荷变化的主要因素影响下，其精确的数学模型难以建立，目前火电厂的过热汽温串级控制系统的控制过程不理想。串级控制系统具有主副两个回路，副回路具有快速消除系统内扰的功能。主控制器的控制消除了系统的静差。主副双回路的结构是系统的稳定性增强。但是，对于具有较大的容量较大的惯性较强的非线性的对象来说并不是种理想的控制方式，在控制品质，快速性方面仍