水泥生料立磨压差变参数二型模糊控制器设计

黄堃 郑涛 杨文

摘      要：大量仿真实例以及实际应用表明，二型模糊控制器的控制效果要优于PID、一型模糊控制器。虽然基于KM降阶算法并不能得到区间二型模糊控制器的解析解，但在特定的条件下，仍然可以得到一种非线性的区间二型模糊控制器的数学表达式。一旦二型模糊逻辑系统的结构确定下来，那么区间二型模糊控制器的形式也随之确定。水泥厂生料立磨粉磨系统具有非线性、大滞后、时变特性，传统的控制器难以得到理想的控制效果。提出了一种变参数二型模糊控制器设计算法，该控制器的参数在控制器作用过程中可变，因此该控制器的表达式可根据系统的响应做出合适的修改。通过对某水泥厂生料立磨压差控制的仿真结果表明，控制器能够在保证系统响应时间的基础上，降低系统超调，保持系统的稳定性。

关  键  词：立磨压差;二型模糊集合;二型模糊控制器;二型模糊逻辑系统;KM降阶

中图分类号：TQ 172       文献标识码： A       文章编号： 1671-0460（2020）04-0711-05

Abstract： A large number of simulation examples and practical applications show that type 2 fuzzy controller outperforms PID and type 1 fuzzy controller. Although the analytic solution of interval type 2 fuzzy controller cant be obtained by KM reduction algorithm， but under certain conditions， a mathematical expression of nonlinear interval type 2 fuzzy controller can still be got. Once the structure of type 2 fuzzy logic system is determined， the expression of interval type 2 fuzzy controller is also confirmed. The vertical roll mill grinding has the problems of nonlinearity， large time delay， and slow time-varying， and it is difficult for traditional controller to get ideal control effect. In this paper， type 2 fuzzy controller with variable parameter design algorithm was proposed， the parameter of which can be changed during the process of controller's operation. Therefore， the expression of type 2 fuzzy controller proposed in this paper can be modified appropriately according to the system response. The simulation results of differential pressure in vertical roller mill for cement-raw grinding show that， the methods can reduce system overshoot， ensure response time and maintain system stability.

Key words： Vertical roller mills differential pressure; Type 2 fuzzy set; Type 2 fuzzy controller; Type 2 fuzzy logic system; KM type reduction

中國水泥产量巨大，新技术新工艺发展迅速[1]。干法水泥生产中的其中一个关键环节是生料粉磨，其中应用最为广泛的是立磨，其磨粉效率高，能耗相对较低且具有良好的烘干能力。而立磨压差是磨机稳定运行的关键参数，目前常用的压差控制方式为PID控制器或者通过运行人员手工操作，根据经验和实时趋势判断需要设定的喂料量。但是由于粉磨系统的非线性、大滞后、时变特性，PID的控制效果不是很理想，人工调整的话又增加了工作量，影响了物料的质量和磨机的使用寿命。……