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基于参数自整定模糊PID的SCR烟气脱硝控制
基于参数自整定模糊PID的SCR烟气脱硝控制
摘要：
SCR（SelectiveCatalyticReduction）烟气脱硝技术是一种高效、可靠的减少氮氧化物排放的方法。然而，由于SCR系统的非线性、时变性和耦合性，传统的PID控制策略难以满足控制要求。本文提出了一种基于参数自整定模糊PID控制算法的SCR烟气脱硝控制方法。该方法充分考虑了模糊控制的灵活性和PID控制的优势，提高了控制系统的鲁棒性和稳定性。通过模糊PID控制器的自整定过程，实现了对SCR系统的精确控制，最终达到了减少氮氧化物排放的目标。
关键词：SCR；烟气脱硝；模糊PID控制；参数自整定
1.引言
SCR技术是目前最为成熟的烟气脱硝技术之一，通过在SCR催化剂上注入氨水溶液，将烟气中的氮氧化物还原成无害的氮气和水。传统的PID控制策略在一定程度上可以实现SCR系统的控制，但由于SCR系统的非线性和耦合性，PID控制器的性能往往难以满足要求。
2.相关工作
在烟气脱硝控制领域，已经有很多学者进行了相关研究。许多学者提出了基于模型的控制方法，通过建立系统的数学模型，设计适合的控制器。然而，由于系统模型复杂、参数难以确定，这种方法的应用受到了很大限制。另外一些学者提出了基于模糊控制的方法，通过模糊规则的设计和模糊推理实现系统的控制。模糊控制具有较好的鲁棒性和鲁棒性且不需要系统模型，因此在非线性、时变的系统中得到了广泛应用。
3.参数自整定模糊PID控制算法
参数自整定模糊PID控制是一种结合了模糊控制和PID控制的方法。它的基本思想是通过模糊控制器自动调整PID参数，以实现系统的控制。该算法的主要步骤如下：
（1）设定初始参数：根据系统的特性和要求，设定初始的PID参数。
（2）模糊规则的设计：通过对系统的观察和实验，设计适合的模糊规则，包括输入变量和输出变量的模糊集合和模糊规则。
（3）模糊推理和解模糊：根据输入变量的值和模糊规则，通过模糊推理得到输出变量的模糊结果。然后通过解模糊的方法将模糊结果转化为确定的输出值。
（4）PID参数的调整：根据输出值和期望值的误差，自动调整PID参数，使误差收敛到较小的范围。
（5）控制输出：使用调整后的PID参数进行控制输出，实现系统的控制。
4.实验与结果分析
本文以某电厂SCR烟气脱硝系统为例进行了实验。将传统的PID控制方法和参数自整定模糊PID控制方法进行了比较，并对比了其控制性能。
实验结果表明，参数自整定模糊PID控制方法具有较好的控制性能和适应性。与传统的PID控制方法相比，参数自整定模糊PID控制方法实现了更快的响应速度和较小的超调量。同时，参数自整定模糊PID控制方法能够自动调整PID参数以适应不同的工况和系统变化，提高了控制系统的鲁棒性和稳定性。
5.结论和展望
本文提出了一种基于参数自整定模糊PID控制算法的SCR烟气脱硝控制方法。该方法结合了模糊控制的灵活性和PID控制的优势，实现了对SCR系统的精确控制。实验结果表明，该方法具有较好的控制性能和适应性。未来的工作可以进一步优化算法，提高控制性能，并在更多的实际应用中进行验证。
参考文献：
[1]赵海.烟气脱硝控制策略研究[J].中国环保产业,2012(10):4-7.
[2]张信尧.燃气脱硝控制系统PID参数优化研究[D].沈阳化工大学,2017.
[3]李明,李华.基于参数自整定的模糊控制策略研究[J].化工自动化与仪表,2018,45(03):145-148.