1。2 国内外研究现状

国内外广大专家学者和现场工作人员主要关注的热点问题是：面对具有大延迟、工况 参数对模型参数有较大影响的过热汽温，如何稳定、准确、快速地对其进行有效的控制。 在火电厂中，各种类型的 PID 控制器因其参数物理意义明确、易于调整，依然在热工过程 控制系统中占据着一定地位，但这种采用常规 PID 控制器较难确保控制系统的品质，由于 它本身存在的一些缺陷使得它在实际应用中的控制效果不是很理想。分析常规 PID 控制可

以发现，这种控制无法解决稳定性与准确性之间的矛盾。加大控制作用可使误差减少，准 确性可以提高，但是降低了稳定性。反之，为保证稳定性，限制控制作用，这样又降低了 控制的准确性。即使对被控对象整定了一组满意的 PID 参数，当对象特性发生变化时，也 难以保持良好的控制性能。

过热汽温对象具有时变性、不确定性、非线性等特点，并且会有一些随机的扰动产生， 工艺流程复杂，使其难以建立精确的数学模型。同时，其还具有延迟和惯性较大等特性， 由于模型参数的不确定性以及在控制系统的运行过程中出现环境变化、元件老化等问题， 所以常规 PID 控制方法更难以取得满意的控制效果。

因此，许多火电厂都迫切希望能有一种理想的控制策略实现对过热汽温的有效控制。 随着控制理论的不断发展，控制领域出现了许多新的控制方法，如预测控制方法、自适应 控制方法、各种智能控制方法(包括模糊控制、神经网络控制、遗传算法优化控制等等)。 一直以来，国内外许多专家学者都在积极研究将这些新的控制算法应用到过热蒸汽温 度的控制上。模糊控制作为一种智能控制方法，它是依据人对被控对象的控制经验而设计 的，其模仿人的思维模式，不依赖被控对象的数学模型，对于处理过热汽温这种具有大延 迟、非线性和对象模型不确定的被控制对象有很好的控制效果，为解决这类复杂对象的控 制问题开辟了新途径，被一些专家学者引入到了对过热汽温的控制系统中。但是，模糊控 制实质上是具有 PD 控制规律的一种控制器，考虑到语言变量基本论域的量化特点以及模 糊控制器具有模糊比例一微分作用，缺少积分环节，使得该系统不具有消除稳态误差的能 力，且由于在“O”档处量化死区的影响，还可能出现稳态等幅振荡。因此单独采用基本的

模糊控制不能获得好的控制品质。因此现在构成一种新型的模糊--PID 复合串级控制系统， 实现对过热蒸汽温度的控制。

1。3 本次设计的目的

本文的设计目的，就是针对过热蒸汽温度的特点，在深入分析过热蒸汽温度调节的过 程，过热蒸汽温度调节对象的静态特性、动态特性以及过热蒸汽温度控制的设计难的基础 上，确定在过热蒸汽温度控制系统中应用串级控制的可行性，并考虑根据蒸汽温度偏差和 偏差的变化情况调整控制器的各个参数，以实现最优控制。并且由控制系统输出信号来控 制执行器，通过调节执行器去控制减温水阀门的开度，从而实现控制过热蒸汽温度。文献综述

2 过热蒸汽温度系统的设计

目前，过热汽温的控制方案很多，而且随着自动控制技术和计算机技术的不断发展， 新的控制方法不断出现，汽温控制的质量也不断提高。传统的汽温控制系统有两种：串级

汽温控制系统和采用导前微分信号的汽温控制系统。由于过热汽温控制通道的迟延和惯性 很大，被调量信号反应慢，因此选择减温器后的汽温作为局部反馈信号，形成了本次设计 所采用的串级控制系统。下面将加以介绍。