发电用重型燃气轮机的模糊自适应控制

【摘要】在现今的工业生产中，为了能够对传统的PI控制器的不足进行控制，并满足现今燃气轮机对高品质性能的要求，因此就需要对常规的PI控制算法进行分析，并找出能够使常规PI控制器获得最佳控制效果的原因。且必须要对模糊适应控制的原理和燃气轮运行的过程进行分析。并根据相关的经验，对燃气轮机模糊PI规律进行控制，并设计出透平转速与燃气轮机排气温度的模糊自适应的控制器。为了能够对重型燃气轮机的模糊自适应控制进行分析，下文将从燃气轮机控制模型、模糊自适应PI控制器、仿真实验等方面进行了解。

【关键词】重型燃气轮机；模糊自适应控制；PI控制器

引言

在工业生产中，其经常变工况的情况，将透平转速和排气温度保持在一个稳定的额定值的范围内，对于燃机电厂而言，是一个非常重要的前提条件。且转子转速和燃气的排气温度都是控制工业生产的效率和质量的保障。正是因为如此，常规的PID根本不能够适应具有非线性、高阶次复杂系统的重型燃气轮机，因此就必须得提出一种具有自适应力的，为了能够以例子来说明理论，下文将以GEMs9001E为例。并通过对GEMs9001E燃气轮机速度控制和温度控制的仿真，证明其所拥有的优良性能。

1燃气轮机控制模型

2模糊自适应PI控制器

2.1问题的提出

根据上述公式设计出控制策略，在根据其控制策略在进行设计一些控制模块，例如根据对象的一些相对的相应特想进行组合，组合成一个新的控制器。而该类控制器一般是针对于静态与动态之间的矛盾，进而找出折中的办法。但是目前采用折中的班法，一般不能够使企业获得最佳的控制效果，也就是会出现PI控制中的缺陷问题，而其中的缺陷问题主要的原因是由于其本身的系统特性的变化与控制量之间的线性映射关系所造成的。为了能够对传统的PI控制器的缺陷进行划分改良，进而提高其控制系统的性能，因此就需要提出一种可以改进的自适应模糊PI控制器。

2.2控制原理

3仿真实验

3.1常规PI控制器初始增益整定

3.2仿真结果

因此，根据上文标准的PI控制器和常规的PI控制器可以得知，在转子转数中，模糊自适应速度的PI控制器与常规速度的PI控制器的转速性能的比较。模糊自适应速度的PI控制器在对提高重型燃气轮机的控制性能是有效的，且速度的调整时间是从15s降到了6s，且超调量也在不断的降低。温度的调整时间虽然减少的幅度不是很小，但是在超调量上确实大幅度的减少，其根本原因是因为PI控制器是需要对其参数进行自动调整，从而使得系统具有良好的动、静态特性。

4结语

本文是以GEMs9001E的重型燃气轮机为例，根据其特性设计出了一种模糊自适应的PI控制器，并将其应用在该中心燃气轮机上，且经过仿真实验的结果证明，模糊自适应的PI控制器在控制性能上明显就比常规的PI控制器优质，并且也十分方便。本文借以实验性理论，旨在为相关人员一丝启示。

参考文献：

[1]唐列.基于模糊自适应PID控制策略的PCC水轮机调速器[D].河海大学.2009（05）.

[2]苏文杰.专家解读燃气轮机“国产化”难题[N].中国工业报.2009（05）.