模糊PID算法在CFETR包層RH控制系統(tǒng)中的應用研究.pdf

1、CFETR是中國聚變工程反應堆(China Fusion Engineering Test Reactor)的簡稱，目前正處于概念設計階段。CFETR真空室內部的部件及環(huán)境在聚變反應中會受到放射性污染，必須研發(fā)包層遠程遙操作(RH)維護系統(tǒng)實現(xiàn)對包層裝置的維護。電液伺服系統(tǒng)綜合了電氣和液壓兩方面的技術特性，非常適用于負載質量大、控制精度高的包層RH系統(tǒng)。CFETR運行后，真空室處于高溫和強輻射的復雜環(huán)境中;另外，為獲得特定真空度需要進行

2、高溫烘烤。因此高精度的溫度控制問題是CFETR設計需要考慮的技術之一。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算法及其應用，對整個CFETR包層RH控制系統(tǒng)的設計具有非常重要的意義和應用價值。
　　根據(jù)CFETR包層RH控制系統(tǒng)的技術設計要求，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實踐經(jīng)驗設計了模糊自適應PD控制器。應用AMESim/Simulink建立了精確的聯(lián)合仿真模型，得到了準確的仿真結

3、果。
　　結果表明:無擾動情況時，模糊自適應PD控制的位移響應比傳統(tǒng)PD控制以及未加算法控制快速和精準，控制效果優(yōu)于其他兩種控制策略。在1000N和2000N階躍擾動時，模糊自適應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、非線性和時變性等特性，難以建立精確的數(shù)學模型，常規(guī)PID控制很難實現(xiàn)理想的控制效果。混合模糊PID控制算法既具有模糊控制靈活而適應性強的優(yōu)勢，又具有PID控制精度高的特點，可達到較好的控制效果。因而提出了混合模糊PID控制方法，設計了混合模糊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)實驗平臺。實驗結果表明:相對于模糊控制，混合模糊PID控制具有較高的準確性，相對于常規(guī)PID控制，混合模糊PID控制具有較小