[发明专利]一种基于模糊系统的液位-流量非线性区域控制方法

权利要求书

1.一种基于模糊系统的液位-流量非线性区域控制方法，其特征在于：针对化工生产流程工业中精馏塔间连续生产的工艺特点，结合模糊控制和非线性区域控制，划分液位控制区间，根据液位变化量、变化速率等参数，根据液位所处的区域及液位的变化情况提前调整流量控制器的设定值；具体策略如下：

根据液位的设定值，将液位分为三个区间，微调区A、细调区B和粗调区C；

(1)微调区A：微调区间值为a，液位测量值处于设定值SV-a与设定值SV+a范围内；

(2)细调区B：微调区间值为b，其中，ba，液位测量值处于设定值SV-b与设定值SV-a范围内，或者液位测量值处于设定值SV+a与设定值SV+b范围内；

(3)粗调区C：粗调区间值为c，其中，cb，液位测量值处于设定值SV-c与设定值SV-b范围内，或者液位测量值处于设定值SV+b与设定值SV+c范围内；

对于不同的液位区间，具体控制策略如下：

(1)当液位处于微调区A时，根据液位变化情况，以基准速率给定值一半的速率调节流量设定值；

(2)当液位处于细调区B时，根据液位变化情况，以基准速率调节流量设定值；

(3)当液位处于粗调区C时，根据液位变化情况，以基准速率给定值两倍的速率调节流量设定值；

(4)根据当前控制周期内液位变化量来设置流量设定值的变速因子，流量设定值的变化速率为变速因子与调节速率的乘积；

根据模糊系统的控制策略设计二输入单输出的模糊控制器，输入变量为液位测量值和液位变化量，输出变量为流量设定值变化量；

基于液位上下限和变化量，制定液位区间以及液位变化量的模糊化方法：液位区间用A\B\C表示，SV表示设定值，[A-,A+]表示微调区，[B-,A-][A+,B+]表示细调区，[C-,B-][B+,C+]表示粗调区，C+等于液位上限，C-等于液位下限；液位输入变量做模糊化处理：

L++表示液位在一个采样周期内正向变化大，L+表示液位在一个采样周期内正向小变化；0表示液位无变化；L-表示液位在一个采样周期内负向小变化；L--表示液位在一个采样周期内负向大变化；液位变化量做模糊化处理：

由液位和液位变化量的模糊量，得到模糊控制表：

由模糊控制表得到输出变量U：

U＝{3.6,2,1.8,1,0.9,0.5,0,-0.5,-0.9,-1,-1.8,-2,-3.6}

输出模糊量转化为最终设定值变化量：

i表示控制周期的序号，SV_i+1为第i+1个控制周期的设定值，SV_i为第i个控制周期的设定值，V为设定值变化速率。