鲁建梁，张广福

（海军工程大学 船舶与动力学院，武汉430033）

蒸汽发生器（SG）的“假水位”现象使SG的水位控制变得复杂，常规PID控制难以取得满意的控制效果。而模糊控制可以将人的经验、智慧总结提炼成模糊规则，模仿人的控制经验而不依赖对象的模型进行直接推理［1］，因此，它的控制效果优于常规PID。以SG水位为控制对象设计SG水位模糊自适应PID控制器。结果表明，系统具有稳态精度高，响应快，超调小等特点。

1 传统蒸汽发生器PID控制

在蒸汽发生器水位控制中，早期采用三冲量单PID控制方法。三个冲量分别是水位反馈信号、给水流量反馈信号和蒸汽流量前馈信号。三冲量信号经相应的比例变换后，其差值e＝K（ZQ-GS）-H+H0（ZQ为蒸汽流量，GS为给水流量，H0为水位给定值，H 为水位测量值）作用到PI调节器而输出一个给水流量的控制信号，从而改变给水调节阀开度，使给水流量发生变化，以达到控制水位的目的，控制结构见图1。

图1 蒸汽发生器三冲量水位控制系统框图

另一种方法是双PID串级控制，见图2。

图2 蒸汽发生器水位串级控制系统框图

其原理是：内环采用一个流量PID控制器，外环采用一个水位PID控制器。在变负荷时，不考虑水位信号的作用，而通过流量PID环节使蒸汽流量与给水流量快速达到基本平衡，使系统基本稳定，从而避开“假水位”对系统控制的影响。当“假水位”过程结束，系统基本稳定后，水位信号再重新参与控制，由水位PID调节器进行调节。

但是，由于在对蒸汽发生器水位进行实际控制的过程中存在惯性、非线性以及测量误差等问题，且不同工况下水位特性参数变化范围广，因此PID的参数很难整定，难以满足全工况的要求，且难以同时兼顾良好的动态特性和良好的静态特性。……