LIU Yueting,MENG Weihua,DING Jianzhong.Design and performance analysis of a PID - PID cascade control system[J].Journal of Yanbian University,2023,(04):358-365.
一种PID - PID串级控制系统的设计及其性能分析
- Title:
- Design and performance analysis of a PID - PID cascade control system
- 文章编号:
- 1004-4353(2023)04-0358-08
- 关键词:
- 锅炉炉温控制系统; PID - PID串级控制系统; 单回路PID控制系统; 仿真分析
- Keywords:
- boiler temperature control system; PID - PID cascade control system; single loop PID control system; simulation analysis
- 分类号:
- TP273
- 文献标志码:
- A
- 摘要:
- 针对工业用锅炉存在的物料出口温度具有大滞后的特点,设计了一种PID - PID串级锅炉炉温控制系统.该系统以原料的出口温度和炉膛温度作为反馈量,并采用一步法整定主、副PID控制器的参数.定量计算和Simulink仿真表明,PID - PID串级控制系统的抗干扰性能、响应速度、稳定性、工作频率等显著优于单回路PID控制系统(分别提高了24%、32%、37%、41%),由此说明该PID - PID串级控制系统在控制锅炉炉温方面具有良好的应用价值.
- Abstract:
- In view of the large lag characteristics of the boiler material outlet temperature in industrial production, a PID - PID cascade boiler temperature control system is designed.The system takes the outlet temperature of raw materials and furnace temperature as feedback variables, and uses a one - step method to adjust the parameters of the main PID controller and the auxiliary PID controller.Quantitative calculation and Simulink simulation show that the anti - interference performance, response speed, stability, working frequency of the PID - PID cascade control system are better than those of the single loop PID control system(increased by 24%, 32%, 37%, and 41% respectively).This shows the PID - PID cascade control has good a application value in the boiler temperature control system.
参考文献/References:
[1] 张永轶.基于模糊PID原理的时效炉温控系统研究[D].长春:吉林大学,2016.
[2] 徐峥.电加热炉温度系统的控制方法研究与应用[D].杭州:杭州电子科技大学,2020.
[3] 井海明.回转炉炉温控制算法的研究[D].天津:天津工业大学,2017.
[4] 宋安然,周德廉,刘艳梨.基于增量式PID控制的锅炉温控系统设计[J].电子测量技术,2021,44(6):11 - 16.
[5] 任有志,乔松,孙继春,等.BP神经网络PID控制器在热油锅炉温控中的应用[J].电气传动,2020,50(4):81 - 84.
[6] 胡寿松.自动控制原理[M].7版.北京:科学出版社,2019:156 - 167.
[7] 张燕红.计算机控制技术[M].3版.南京:东南大学出版社,2020:68 - 75.
[8] 薄翠梅.过程控制[M].北京:机械工业出版社,2021:102 - 124.
[9] 刘金琨.智能控制[M].5版.北京:电子工业出版社,2021:95 - 105.
[10] 边志坚.模糊PID在铸锭炉温控系统中的应用研究[D].石家庄:河北科技大学,2015.
[11] 张保龙,王清珍.一种大型电阻炉温度智能控制系统设计[J].铸造技术.2016,37(6):1280 - 1282.
[12] 郭伟,乔东东,李涛,等.CFB锅炉床温Laguerre函数模型分数阶PID预测控制[J].热力发电,2018,47(6):121 - 126.
备注/Memo
收稿日期: 2022-08-03
基金项目: 甘肃省科技计划项目(21YF5GA072)
作者简介: 刘悦婷(1979—),女,硕士,教授,研究方向为智能控制和电子电路设计.