模糊PID算法在CFETR包層RH控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、CFETR是中國聚變工程反應(yīng)堆(China Fusion Engineering Test Reactor)的簡(jiǎn)稱，目前正處于概念設(shè)計(jì)階段。CFETR真空室內(nèi)部的部件及環(huán)境在聚變反應(yīng)中會(huì)受到放射性污染，必須研發(fā)包層遠(yuǎn)程遙操作(RH)維護(hù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)包層裝置的維護(hù)。電液伺服系統(tǒng)綜合了電氣和液壓兩方面的技術(shù)特性，非常適用于負(fù)載質(zhì)量大、控制精度高的包層RH系統(tǒng)。CFETR運(yùn)行后，真空室處于高溫和強(qiáng)輻射的復(fù)雜環(huán)境中;另外，為獲得特定真空度需要進(jìn)行

2、高溫烘烤。因此高精度的溫度控制問題是CFETR設(shè)計(jì)需要考慮的技術(shù)之一。本文著重從高精度電液伺服控制和溫度控制兩方面研究模糊PID算法及其應(yīng)用，對(duì)整個(gè)CFETR包層RH控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有非常重要的意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　根據(jù)CFETR包層RH控制系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)計(jì)要求，研究了高同步精度電液伺服系統(tǒng)的控制方法?；谀：刂评碚撆c實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)了模糊自適應(yīng)PD控制器。應(yīng)用AMESim/Simulink建立了精確的聯(lián)合仿真模型，得到了準(zhǔn)確的仿真結(jié)

3、果。
　　結(jié)果表明:無擾動(dòng)情況時(shí)，模糊自適應(yīng)PD控制的位移響應(yīng)比傳統(tǒng)PD控制以及未加算法控制快速和精準(zhǔn)，控制效果優(yōu)于其他兩種控制策略。在1000N和2000N階躍擾動(dòng)時(shí)，模糊自適應(yīng)PD控制的位移跟蹤誤差比傳統(tǒng)PD控制穩(wěn)定，其抗干擾能力優(yōu)于傳統(tǒng)PD控制，具有較好的魯棒性。最終確立采用模糊自適應(yīng)PD算法作為電液伺服系統(tǒng)的核心控制策略。
　　基于CFETR包層RH控制系統(tǒng)的溫度控制問題，研究了高精度的溫度控制方法。溫控系統(tǒng)具有大慣

4、性、純滯后、非線性和時(shí)變性等特性，難以建立精確的數(shù)學(xué)模型，常規(guī)PID控制很難實(shí)現(xiàn)理想的控制效果?；旌夏：齈ID控制算法既具有模糊控制靈活而適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，又具有PID控制精度高的特點(diǎn)，可達(dá)到較好的控制效果。因而提出了混合模糊PID控制方法，設(shè)計(jì)了混合模糊PID控制器。
　　根據(jù)現(xiàn)有的硬件條件搭建了溫度控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:相對(duì)于模糊控制，混合模糊PID控制具有較高的準(zhǔn)確性，相對(duì)于常規(guī)PID控制，混合模糊PID控制具有較小