Статья

Название статьи РАЗРАБОТКА НЕЧЕТКОГО РЕГУЛЯТОРА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ ТОПЛИВА В КОТЕЛ
Автор В. В. Игнатьев, А. А. Пушнина, И. В. Пушнина, О. Б. Спиридонов, В. И. Финаев
Рубрика РАЗДЕЛ III. МОДЕЛИРОВАНИЕ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ
Месяц, год 07, 2017
Индекс УДК 581.5:681.3
DOI
Аннотация Цель данной работы состоит в исследовании и формализации работы котельного оборудования в условии неполноты исходных данных для разработки модели нечеткого регулятора для управления подачей газа в котел на примере работы водогрейного котла типа КВ-ГМ при обеспечении стабильного значения температуры подогретой воды на выходе котла. Для достижения поставленной цели рассмотрена классификация промышленных котлов. Выполнен аналитический обзор известных работ, в которых рассматривалось решение похожих задач. Анализ показал, актуальным направлением развития систем управления котлоагрегатами является применение методов искусственного интеллекта, но задаче управления расходом газа в водогрейных котлах уделено ещё недостаточное внимание. Рассмотрено устройство и принцип работы котла типа КВ-ГМ, физическая модель котлоагрегата, позволяющая из уравнения теплового баланса определять пределы требуемого расхода газа, воздуха и рассчитывать коэффициент полезного действия. При задании выходной переменной в виде нечеткого интервала, определяется нечеткий интервал расхода газа и определено идеальное соотношение расхода газа к количеству воздуха. При разработке нечеткого регулятора определены лингвистические переменные «ошибка управления», «скорость изменения ошибки», «угол поворота исполнительного органа», параметры базовых множеств и построены функции принадлежности нечетких переменных. Экспертами заданы правила принятия решений. Разработана структурная схема нечеткого регулятора в FIS-редакторе MATLAB, структурная схема системы управления в Simulink и выполнено моделирование в статистическом режиме котла, при подаче скачкообразного управляющего воздействия и при наличии возмущений.Применение нечеткого регулятора обеспечивает устойчивость управления, в отличие от применения систем управления, построенных на методах классической теории автоматического управления.

Скачать в PDF

Ключевые слова Газовый котел; подогрев коды; управление; неопределённость; принятие решений; моделирование; алгоритмизация; имитация.
Библиографический список 1. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического управления. – 4-е изд. перераб. и доп. – СПб.: Изд-во "Профессия", 2003. – 752 с.
2. Красовский А.А. и др. Современная прикладная теория управления: Оптимизационный подход в теории управления / под ред. А.А. Колесникова. – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. Ч. 1. – 400 с.
3. Соловьев В.В., Финаев В.И. Методика синтеза адаптивного нечеткого регулятора для объекта с неопределенной моделью // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2012. – № 1 (126). – С. 78-83.
4. Игнатьев В.В. Метод синтеза систем гибридного управления на основе объединения классической и нечеткой моделей объекта: дисс. … канд. техн. наук: 05.13.01; 05.13.06. – Ростов-на-Дону: Библиотека ДонГТУ, 2011.
5. Котельные установки. – http://enmh.ru/article/171-kotelnye-ustanovki.html.
6. Шушура А.Н., Даньшина Т.Э. Нечеткое управление впрысками в пароводяной тракт прямоточного котла ТЭС // Штучний інтелект. 2012. № 4. С. 522-527.
7. Владыко А.Г. Разработка и исследование моделей систем управления параметрами котлоагрегата на основе математического аппарата теории нечетких множеств: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.13.18. – Комсомольск-на Амуре: Гос. тех. ун-т., 2000. – 24 с.
8. Горшкова К.Л. Синтез нечеткого регулятора для объекта управления с чистым запазды-ванием // Наука и современность. – 2012. – Вып. № 15-1. – С. 64-77.
9. Загородних Н.А. Автоматизация процесса управления пиковым теплоисточником в комбинированной системе теплоснабжения в условиях воздействия внешних возмущающих факторов с использованием нечетких алгоритмов: автореферат диссертации: 05.13.06.
– http://tekhnosfera.com/avtomatizatsiya-protsessa-upravleniya-pikovym-teploistochnikom-v-kombinirovannoy-sisteme-teplosnabzheniya-v-usloviyah-voz (дата обращения 4.04.2017).
10. Abdur Rohman, Bitopan Kakati, Riddhiman Saikia, Jamini Das, Amarjyoti Goswami, Anilesh Dey. Automation of boiler temperature and water level control using fuzzy logic // Communi-cation and Signal Processing (ICCSP), 2016: International Conference on the 6-8 April 2016.
11. Павлов И.И., Федоров М.Н. Котельные установки и тепловые сети: учебник для техни-кумов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Строиздат, 1977.
12. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.1997 № 116-ФЗ. – http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_15234 (дата обращения 18.04.2017).
13. Григорьев В.А. и др. Краткий справочник по теплообменным аппаратам. – М.: ВО «Аг-ропромиздат», 1987.
14. Гостев В.И. Нечёткие регуляторы в системах автоматического управления. – К.: Радiоаматор, 2008. – 972 с.
15. Shizhong Yang, Chunjiang Qian, Weisong Tian. Nonlinear adaptive control based on parameter identification for a boiler system // In 53rd ISA POWID Symposium. – 2010. – Vol. 483.
– P. 82-93.
16. Sha Wen, Jiang Yong Сheng. The Research and Application on Intelligent Control in Boiler Combustion System // Procedia Engineering. – 2011. – Vol. 23. – P. 167-173.
17. Simna Surendran, Vimal Kumar. Neural Network Based PI Controller Parameter Calculation on a Boiler Drum Level System // Procedia Technology. – 2016. – Vol. 24. – P. 1616-1622.
18. Коберси И.С., Абдулмалик С., Игнатьев В.В. Сравнение нечеткого и контроля уровня нефти // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2013. – № 2 (139). – С. 253-260.
19. Штовба С.Д. Проектирование нечетких систем средствами MATLAB. – М.: Горячая линия - Телеком, 2007. – 288 с.
20. Леоненков А.В. Нечеткое моделирование в среде MAtLAb и FuzzyTECH.  СПб.: БХВ-Петербург, 2003.

Comments are closed.