[发明专利]一种基于Fuzzy-PID的连铸结晶器液位控制方法

权利要求书

1、一种基于Fuzzy-PID的连铸结晶器液位控制方法，其特征在于，该控制方法在计算机和PLC的控制下，使用自整定参数PID控制和模糊控制混合控制结晶器液位，并加入了塞棒结瘤与结瘤脱落补偿模块、流量偏差补偿模块、机械死区补偿模块及铸坯鼓肚补偿模块；其控制过程的具体步骤如下：

步骤一：数据的采集

设定初始液位y₀，通过液位传感器、液位测量装置采集液位y₁和y₂，其中，y₁、y₂为不同时间的液位；

步骤二：信号的输入及处理

将采集的数据y₁和y₂输入到PLC中，采用自整定参数PID控制和模糊控制混合控制处理信号，利用模糊控制对自调整参数PID控制中的参数进行在线修正；并通过塞棒结瘤与结瘤脱落补偿模块、流量偏差补偿模块、机械死区补偿模块及铸坯鼓肚补偿模块进行塞棒结瘤与结瘤脱落补偿、流量偏差补偿、机械死区补偿及铸坯鼓肚补偿；

步骤三：信号的输出

PLC的输出为u(k)＝u₁(k)，PLC通过塞棒控制器控制塞棒的位置，从而控制结晶器液位，式中u(k)为最终输出的系统控制信号，u₁(k)为PID控制器的输出。

2、根据权利要求1所述的一种基于Fuzzy-PID的连铸结晶器液位控制方法，其特征在于步骤二中所述的采用自整定参数PID控制和模糊控制混合控制处理信号的具体实现过程如下：

(1)通过公式e₁＝y₀-y₁和L＝(y₂-y₁)/(t₂-t₁)计算液位偏差e₁和液位偏差变化率L，其中t₂、t₁表示采集液位数据时对应的时间，用自整定参数PID控制检测液位偏差e₁和液位偏差变化率L；

(2)通过模糊控制器的输出(K_P，K_i)＝Fuzzy(e₁，L)对自整定参数PID控制器的输出u1(k)=KP×e(k)+KiΣke(j)]]>中的K_P、K_i进行在线修正，当控制系统在液位标准设定值范围内时，模糊控制器输出为零，此时仅有自整定参数PID控制模块工作，从而实现混合控制；其中K_P为影响系统响应速度和精度的比例系数；K_i为影响系统稳态精度的积分作用系数；e为检测信号；i、k和j为序列号。