曹乃琰

（國(guó)電寧夏分公司，銀川 750002）

1 引言

火電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，涉及多種設(shè)備，具有非線性、無(wú)規(guī)律、不易控制等特點(diǎn)，因此，無(wú)法有效建立相關(guān)的線性函數(shù)模型。PID雖然是火電廠控制系統(tǒng)中應(yīng)用較多的一種模型，但是容易受到多種因素的影響，整定效果并不理想，同時(shí)在參數(shù)設(shè)定方面也缺乏一定的規(guī)范性，難以滿足火電廠熱工自動(dòng)化的控制要求。而智能控制作為一種全新的高新控制技術(shù)，在火電廠熱工自動(dòng)化中具有良好的應(yīng)用效果。智能控制技術(shù)具有多樣化、開(kāi)放化等特點(diǎn)，能夠針對(duì)控制對(duì)象的多樣性、不確定性等采取合適的方法進(jìn)行控制。

2 智能控制簡(jiǎn)析

2.1 模糊控制

模糊控制主要是模仿人的思維方式，通過(guò)模糊推理的辦法，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的控制。模糊控制主要借助模糊數(shù)學(xué)和模糊語(yǔ)言的表達(dá)形式，根據(jù)模糊推理的基本原則，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)模糊控制。模糊控制系統(tǒng)具有完整的循環(huán)控制結(jié)構(gòu)，主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：第一，無(wú)需構(gòu)建精確的數(shù)學(xué)模型，操作人員可以根據(jù)控制經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)的操作數(shù)據(jù)進(jìn)行控制；第二，具有較強(qiáng)的魯棒性，能夠有效解決傳統(tǒng)控制模式的非線性、時(shí)滯和時(shí)變系統(tǒng)的控制問(wèn)題；第三，推理過(guò)程模仿人的思維方式處理控制問(wèn)題，對(duì)數(shù)據(jù)精度要求低，適用于復(fù)雜系統(tǒng)的控制。

2.2 專家控制

專家控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了控制理論、技術(shù)與專家系統(tǒng)理論、技術(shù)的有效結(jié)合，在實(shí)際應(yīng)用中，專家控制技術(shù)可以模擬專家思維，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的智能化控制。專家控制技術(shù)主要涉及兩部分結(jié)構(gòu)，即專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)、推理結(jié)構(gòu)，專家控制的過(guò)程就是從專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)選取知識(shí)，然后放到推理結(jié)構(gòu)中，根據(jù)某一邏輯原則展開(kāi)推理，從而對(duì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)有效控制。專家控制的優(yōu)點(diǎn)變現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：靈活性強(qiáng)，可以自主選擇控制率進(jìn)行控制，能夠設(shè)置可調(diào)整、易控制的參數(shù)；穩(wěn)定性強(qiáng)，就算控制條件不理想，例如偏差量大或者非線性環(huán)境，都可以維持良好的控制穩(wěn)定性。

2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制主要是模擬人類大腦的神經(jīng)元結(jié)構(gòu)，根據(jù)神經(jīng)元的傳導(dǎo)方式，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的有效聯(lián)系和傳播。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制主要是基于神經(jīng)元的權(quán)值分布和聯(lián)絡(luò)構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，通過(guò)直接或間接的校正控制和預(yù)測(cè)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)智能控制目標(biāo)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是一種非線性模型，合理的模型設(shè)置可以有效解決各類非線性問(wèn)題，取得良好的控制效果，同時(shí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多項(xiàng)數(shù)據(jù)的同時(shí)控制，例如同時(shí)輸入和輸出多個(gè)信號(hào)，具有較高的容錯(cuò)率，能夠提高系統(tǒng)的控制效率。此外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制具有較強(qiáng)的記憶、存儲(chǔ)功能，能夠?qū)μ幚磉^(guò)的信息進(jìn)行自動(dòng)的記錄，為之后控制提供參考。

3 智能控制在火電廠熱工自動(dòng)化的應(yīng)用

3.1 鍋爐燃燒過(guò)程控制

在火電廠熱工自動(dòng)化中，鍋爐燃燒系統(tǒng)屬于一種波動(dòng)頻繁、控制復(fù)雜的系統(tǒng)，可以應(yīng)用專家控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)其的有效控制[1]。專家控制技術(shù)利用推理結(jié)構(gòu)進(jìn)行正向推理，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息進(jìn)行逐次判斷，其中，鍋爐燃燒過(guò)程包括的數(shù)據(jù)庫(kù)主要有煤量調(diào)節(jié)子集、送風(fēng)調(diào)節(jié)子集、工況判斷子集、故障診斷子集等。應(yīng)用模擬控制方法，有效避免系統(tǒng)的不確定性控制問(wèn)題，提高鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與控制效率。

3.2 鍋爐過(guò)熱氣溫控制

過(guò)熱氣溫控制是鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障，一般采用冷卻水循環(huán)降溫實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)，但是這種控制系統(tǒng)具有一定的時(shí)滯性和動(dòng)態(tài)性，針對(duì)這一問(wèn)題，可以采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的智能控制技術(shù)，改善系統(tǒng)性能，提高系統(tǒng)的適應(yīng)能力和抗干擾能力，及時(shí)調(diào)整機(jī)組的參數(shù)，提升火電廠過(guò)熱氣溫控制效果。

3.3 鍋爐給水全程控制

火電廠熱工自動(dòng)化采用給水全程控制系統(tǒng)來(lái)保障鍋爐的正常供水，但是在鍋爐啟動(dòng)或停止的過(guò)程中，給水控制系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)較大的非線性和時(shí)變性問(wèn)題，無(wú)法通過(guò)建立精確的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行分析和控制[2]。這時(shí)候就可以采用智能控制技術(shù)，目前已研究出了一種模糊自適應(yīng)PID控制器，主要由多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，在鍋爐給水全程的控制中，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)能力來(lái)在線提取和優(yōu)化模糊控制規(guī)則，優(yōu)化控制器隸屬度函數(shù)，采用模糊推理的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)PID參數(shù)Ki、Kp和Kd的在線自整定，切實(shí)提高了鍋爐給水控制系統(tǒng)的可靠性。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，智能控制在火電廠熱工自動(dòng)化應(yīng)用中取得了良好的控制效果，主要體現(xiàn)在鍋爐燃燒過(guò)程控制、鍋爐過(guò)熱氣溫控制、鍋爐給水全程控制等方面。隨著科技的進(jìn)步，智能控制技術(shù)將得到進(jìn)一步的完善和應(yīng)用。