改进的预估模糊PID串级吸收塔pH值控制仿真研究

（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｒａｉｌｗａｙ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉ０ｎ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０ １ ４ １ ８，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１４１８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｅ ｗｅｔ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｄｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉ。ｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｐｏｗ ｅｒ ｐｌａｎｔ， ｃｏｎｔｒｏｌｓ ｏｆ ｓｌｕｒｒｙ ｐＨ ｉｎ ｔｈｅ ａｂｓｏｒｂｅｒ ａｒｅ ｎｏｎｌｉｎ— ｅａｒ， ｔｉｍ ｅ—ｄｅｌａｙ ａｎｄ ｃｏｕｐｌｅｄ ｗ ｉｔｈ ａ ｌａｒｇｅ ｎｕｍ ｂｅｒ ｏｆ ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓ， ｓｏ ａ ｆｅｅｄｆｏｒｗ ａｒｄ—ｆｅｅｄｂａｃｋ ｃａｓｃａｄｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｉｓ ｐｒｏ— ｐｏｓｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ３ ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｆｕｚｚｙ ａｄａｐｔｉｖｅ ＰＩＤ ｃｏｎｔｒｏ１． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｈｅｍ ｉｃａｌ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｍ ｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ ｍ ａｔｅｒｉａｌ ｃｏｎｓｅｒｖａ ｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｓｅｔｓ ｕｐ ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍ ｏｄｅｌ ｏｆ ｌｉｍ ｅｓｔｏｎｅ ｓｌｕｒｒｙ ｔｏ ｏｂｔａｉｎ ｔｈｅ ｃｏｍ ｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｄｉｓ— ｔｕｒｂａｎｃｅ ｔｏ ｉｍ ｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｒａｐｉｄｉｔｙ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ． Ｔｈｅ ｍ ａｉｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｄｏｐｔｓ ｔｈｅ ｉｍ ｐｒｏｖｅｄ Ｓｍ ｉｔｈ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｔｏ ｃｏｍ ｐｅｎｓａｔｅ ｔｈｅ ｐｕｒｅ ｄｅｌａｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ｆｕｚｚｙ ａｄａｐｔｉｖｅ ＰＩＤ ｉｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｍ ａｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓａｋｅ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｐｅｒ ａｔｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍ ｏｄｅｌ ｏｆ ｓｌｕｒｒｙ ｃａｎ ｒｅｓｔｒａｉｎ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｍｅ ｆｒｏｍ ｉｎｌｅｔ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｖｏｌｕｍｅ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ，ｔｈｅ ｆｕｚｚｙ ａｄａｐｔｉｖｅ ＰＩＤ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐＨ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ，ｅｎｈａｎｃｅｓ ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ ａｎｄ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ， ａｎｄ ｈａｓ ｇｏｏｄ ｄｙｎａｍ ｉｃ ａｎｄ ｓｔａｔｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍ ａｎｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｌｕｅ ｇａｓ ｄｅｓｕ１ｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎ，ｐＨ ｖａｌｕｅ，ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ ｃｏｍ ｐｅｎｓａｔｉｏｎ，Ｓｍｉｔｈ ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｆｕｚｚｙ ｃｏｎｔｒｏｌ
摘 要 ：针 对 燃 煤 电 厂 湿 法 烟 气 脱 硫 吸 收 塔 浆 液 ｐＨ 值 控 制 过 程 中存 在 的 高 度 非 线 性 、时 滞 性 、耦 合 性 及 各 种 不 确 定 性 ，提 出 了一 种 基 于预 估 模 糊 自适 应 ＰＩＤ 的 前 馈 一反 馈 串级 控 制 方 案 。根 据 化 学 反 应 机 理 及 物 料 守 恒 原 理 建 立 了石 灰 石 浆 液 流 量 前 馈 计 算 模 型 ，以 获 得 扰 动 补 偿 量 ，提 高 系 统 的 快 速 性 和 稳 定 性 。主 回 路 中采 用 改 进 的 Ｓｍｉｔｈ预 估 控 制 器 ，实现 了对 纯 延 迟 的 补 偿 ，系统 主 控 制 器 采 用 模 糊 自适 应 ＰＩＤ 控 制 器 ，以增强 系统 实时工 况应 变能 力 。仿 真 结果 表 明 ，流量 前馈 计 算 模 型 能有 效 抑 制入 口烟 气量 等扰 动 的影 响 ，模 糊 自适应 ＰＩＤ控制 器提 高 了 ｐＨ 值 控 制 系统 的稳 定性 ，增 强 了系统 的鲁棒 性和 适应 性 ，具 有 较 好 的 动 、静 态性 能 。
试 验
研 究
改进 的预 估模 糊 ＰＩＤ 串级吸 收塔 ｐＨ 值控制 仿真研 究
华 容 ，乙福 翔。，刘 文祖 ，林 嵩。，夏 子 涛
（１．上 海 应 用 技 术 学 院 轨 道 交 通 学 院 ，上 海 ２０１４１８；２．上 海 应 用 技 术 学 院 电 气 与 电子 ＿Ｔ－程 学 院 ，上 海 ２０１４１８）
关 键 词 ：湿 法 烟 气脱 硫 ；ｐＨ 值 ；前 馈 补 偿 ；Ｓｍｉｔｈ预 估 控 制 ；模 糊 控 制 中 图 分 类 号 ：ＴＰ ３ 文 献 标 志 码 ：Ａ
Ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ Ｆｕｚｚｙ ＰＩＤ Ｃａｓｃａｄｅ ＣｏｎｔｒｏｌＵ Ａ Ｒ ｏｎｇ ，Ｙ Ｉ Ｆｕｘｉａｎｇ。，ＬＩＵ Ｗ ｅｎｚｕ ， ＬＩＮ Ｓｏｎｇ。， ＸＩＡ Ｚｉｔａｏ
燃煤 电厂 湿法 烟气脱 硫 吸收塔 ｐＨ 值 控 制 系统 是 提高脱 硫效 率及 石膏 品质不 可缺少 的环节Ｌ１］。系 统 的控制 任务 是维 持吸 收塔 中石灰 石 浆液 的 ｐＨ 值 在 允许 的变化 范 围内 ，以保 证 足够 的脱硫 率 ，减 少二 氧 化硫排 放量 。