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基于变论域模糊技术的隔膜泵电控系统优化控制方法研究
| 论文题名： | 基于变论域模糊技术的隔膜泵电控系统优化控制方法研究 |
| 关键词： | 管道输送设备;往复式活塞隔膜泵;电控系统;优化控制;压力模型 |
| 摘要： | 往复式活塞隔膜泵作为长距离管道输送设备，广泛应用于工业领域的各行各业，是现代化大型工业生产中不可或缺的关键设备。由于隔膜泵的机械结构原理，需对其提供指定范围内的入口管道压力，才能保障设备吸料过程的顺利进行。保证一个合理、稳定的入口管道压力可以使隔膜泵的运行处于最佳状态，延长相关部件使用寿命，并且可以让隔膜泵输出管道的流量压力更加稳定。 传统隔膜泵电控系统，采用人工方式控制转速调整入口管道压力，不够可靠准确，并且具有滞后性。利用智能控制算法，对隔膜泵电控系统进行控制优化，实现自动调节转速，精准控制入口管道压力，对提升隔膜泵设备性能具有重要意义。 针对上述课题，本文对隔膜泵入口管道压力控制系统进行了建模仿真及比较分析，确定了优化控制方法，主要进行了以下几方面的研究: 首先，通过对隔膜泵电控系统与模糊控制技术的发展状况研究，发现了传统隔膜泵电控系统存在的弊端，分析模糊控制应用于该电控系统的可能性。 其次，基于隔膜泵的工作原理与管道输送系统的工艺过程，分析了隔膜泵入口管道压力的影响因素与控制难点。 再次，针对分析结论，以陕西煤业公司的隔膜泵实际参数为例，设计了传统模糊控制器。通过基于模糊控制的伸缩因子设计变论域模糊控制器，对传统模糊控制器进行改进。提出一种新的改进方法，即在第一级模糊控制器中，增加一组控制规则，并根据系统误差反馈不同，时时分配不同的权重比例，两组控制规则共同对系统作用，以提高系统的控制性能。在新的改进过程中，设计采用了两种权重分配方案。 最后，建立了隔膜泵入口管道压力模型，通过Matlab软件对传统模糊控制方法与变论域模糊控制方法，以及改进控制方法，对入口管道压力与主机转速进行仿真对比与分析。仿真过程中，干扰因素为前文分析的流量与密度，干扰形式为阶跃与随机干扰。仿真结果表明，这四种控制方法中，变论域模糊控制函数型改进方法的控制性能最为优越，达到了隔膜泵电控系统优化控制的目的。 |
| 作者： | 王鑫龙 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 高宪文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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