[发明专利]一种基于模糊PID控制的电加热纯蒸汽发生器

权利要求书

1.一种基于模糊PID控制的电加热纯蒸汽发生器，包括蒸发器（1）、可编程控制器PLC（3）、触摸屏（4）、功率调节器（5）、电加热管（6）；其特征在于：所述可编程控制器PLC（3）采集来自于蒸发器（1）的温度，与温度设定值进行比较，经过模糊控制运算，得到温度控制信号；所述触摸屏（4）能够进行初始温度给定，并显现相应温度设定、实际蒸发器温度以及电加热管（6）运行状态相关信息；所述功率调节器（5）能够接收可编程控制器PLC（3）发出的功率调节控制信号，并调节电加热管（6）加热功率。

2.根据权利要求1所述的一种基于模糊PID控制的电加热纯蒸汽发生器，其特征在于：它还包括温度传感器（2），所述温度传感器（2）与可编程控制器PLC（3）相连，所述的温度传感器（2）用于检测蒸发器（1）的温度，并将输出温度信号到所述可编程控制器PLC（3），所属可编程控制器PLC（3）基于温度设定，调节功率调节器（5），改变蒸发器（1）中饱和纯蒸汽温度，随后饱和纯蒸汽进入到分离器（7）中进行汽液分离，最终通过分离器（7）的顶端排出。

3.根据权利要求1，2所述的一种基于模糊PID控制的电加热纯蒸汽发生器，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤一：温度传感器（2）采集蒸发器（1）温度，以输入可编程控制器PLC（3）；

步骤二：可编程控制器PLC（3）将采集的蒸发器（1）温度与温度设定进行比较，经过模糊控制运算，输出功率调节信号；

步骤三：功率调节器（5）接收可编程控制器PLC（3）发来的功率控制信号，并调节电加热管（6）加热功率。

4.根据权利要求3所述的一种基于模糊PID控制的电加热纯蒸汽发生器，其特征在于：在步骤二中，在常规PID控制器的基础上，将温度偏差和偏差变化率进行模糊化处理，利用知识库的控制规则，经过模糊推理和解模糊化处理，通过清晰化接口输出，对PID参数进行在线自整定，再由PID控制器给出温度给定信号，送到功率调节器（5），最终实现对电加热管（6）的有效控制。

PID计算公式式如下：

其中，u(x)为PID控制响应输出信号，K_P为比例系数，K_i为积分系数，K_d为微分系数，e(x)为温度偏差，ec(x)为温度变化率。

5.根据权利要求4所述的一种基于模糊PID控制的电加热纯蒸汽发生器，其特征在于：所述温度偏差为温度设定值与温度反馈值的差。

6.根据权利要求3所述的一种基于模糊PID控制的电加热纯蒸汽发生器，其特征在于：在步骤二中，所述模糊控制运算，当e(x)绝对值、ec(x)绝对值大于设定值时，在PID参数设定范围内调节相应参数，包括调大K_P和设K_i、K_d为0。

7.根据权利要求3所述的一种基于模糊PID控制的电加热纯蒸汽发生器，其特征在于：在步骤二中，所述模糊控制运算，当e(x) 绝对值大于设定值、ec(x)绝对值在设定值区间范围内时，在PID参数设定范围内调节相应参数，包括调大K_P、调小K_i和设K_d为0。

8.根据权利要求3所述的一种基于模糊PID控制的电加热纯蒸汽发生器，其特征在于：在步骤二中，所述模糊控制运算，当e(x)绝对值在设定值区间范围内、ec(x)绝对值大于设定值时，在PID参数设定范围内调节相应参数，包括调小K_P、调大K_i和调大K_d。

9.根据权利要求3所述的一种基于模糊PID控制的电加热纯蒸汽发生器，其特征在于：在步骤二中，所述模糊控制运算，当e(x) 绝对值、ec(x)绝对值在设定值区间范围内时，在PID参数设定范围内调节相应参数，包括调小K_P、调小K_i和调大K_d。