自适应模糊PID在SNCR烟气脱硝系统中的仿真与应用

在串级控制系统中，主控制器根据出口NOx浓度的设定值与实际值的偏差对所需的喷氨量进行调节，得到喷氨量的目标设定值。而副控制器根据喷氨量的预设值与其实际工程值的偏差的大小控制调节阀开度。系统框图如图2所示。

图2喷氨量控制系统流程

其中，主被控参数是系统的输出，即出口NOx浓度的实际测量值;副被控参数为系统副回路的输出量，即氨水的流量;主控制器PID1是按主被控量的测量值与设定值的偏差作为输入，而其输出为副控制器PID2的给定值。

GSNCR(S)是由主被控参数即出口NOx浓度实际值表征其特性的生产对象模型，其输入量为副被控参量即NHx浓度，G NH x (S)是由副被参量 NH x浓度为输出的生产过程模型，其输入量是调节阀的输出 。

本文在主控制器后加入前馈控制F，由于系统被调量产生明显偏差主要是扰动作用引起的，如果在前馈信号出现的时候系统能立即调控，并不是等偏差产生后再进行调控，就可以有效减小扰动对系统被调量的影响。

因此，加入前馈控制系统可以将扰动信号经前馈控制处理器处理后消除其对被调量的影响。基

前文已经提出采用串级控制来提高工艺参数的精确度，其中控制NHx流量的副控制器为简单的比值控制器，在此不做详细介绍。本文主要针对主控制器采用的自适应模糊PID控制策略进行设计与仿真，并与普通PID控制策略进行对比，得出其在调节时间和稳定性等方面的优越性。

根据实际工程中，以某电厂600MW的80%机组负荷下的控制对象模型，可以得到两个被控参量所对应的传递函数模型如下:

性，负荷变化等外界因素对其几乎没有影响，同时其调节时间比较短，因此其调节过程的延迟忽略不计;GSNCR(S)为氨水与除盐水混合后流入管道经喷氨设备喷入炉膛反应区内的过程，这是一个较大的滞后环节，滞后主要是因为液体混合以及在管道内流动需要一定的时间。

同时，在反应区发生的反应也是需要一定的时间来完成对NOx的脱除工作，因此该环节的延迟相对较大。

2.2自适应模糊PID控制器的设计

自适应模糊PID控制器是以误差和误差变化率作为输入(一般用e和ec表示)，如图3所示。

图3模糊PID的控制原理

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