智能自整定PID控制引领专家前沿技术

专家系统（Expert System）是一个具有智能特点的计算机程序，它的智能化主要表现为能够在特定的领域内模仿人类专家思维来求解复杂问题。因此，专家系统必须包含领域专家的大量知识，拥有类似人类专家思维的推理能力，并能用这些知识来解决实际问题。专家PID控制采用规则PID控制形式，通过对系统误差和系统输出的识别，以了解被控对象动态特性的变化，在线调整PID三个参数，直到过程的响应曲线为某种最佳响应曲线。它是一种基于启发式规则推理的自适应技术，其目的是解决过程中出现的不确定性问题。专家智能自整定PID控制的原理框图如图3-30所示。

可将专家系统视为一个广义调节器，它包括专家知识库、数据库和逻辑推理机三部分。专家知识库是一种PID参数选择手册，其中记载了各种工况下被控对象特性所对应的P、I、D参数。数据库根据被控对象的输入与输出信号及给定信号提供给知识库和推理机。推理机能进行启发式推理，决定控制策略。专家系统可对已有知识和规则进行学习和修正，这样对被控过程对象的知识了解可大大降低，仅根据用户的输入、输出信息，就能实现智能自整定控制。

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图3-30 专家智能自整定PID控制器原理框图

工程上专家系统应用的例子也很多，如循环流化床锅炉（Circulating Fluidized Bed Boil-er，CFBB）燃烧系统的专家模糊控制系统。CFBB是一种高效节能、低污染、清洁能源装置，具有燃料适应性广、负载调节性能好等优点。在CFBB燃烧专家控制系统中，负载与床温解耦，采用压力与温度的误差为两个输入变量，进行专家控制；一、二次风配比建立相应专家控制库，完成对一、二次风的调节，同时还建立相应事故库来调节和控制设备；其他简单调节控制回路采用自整定PI调节和超弛切换控制来实现，同时这些回路与上述调节控制回路组成CFBB燃烧系统的协调控制系统，以使CFBB满足安全、稳定、经济的燃烧。