·884 智能系统学报 第10卷 冲扰动，其仿真试验结果如图3~5所示，图中的纵坐 6 标y(t)表示焚烧过程的响应输出。 50 仿真中，当过程时滞时间r=10s时，加入外部 扰动时的输出响应如图3(a)和图3(b)所示，图中 给出了HSIC与PID2种控制算法是对比结果，外部 20 1-HSIC 2-PID 扰动脉冲振幅为5，宽度分别为0.2s和3s。仿真结 3-Pulse 果显示，在外部脉冲扰动下，HSIC与PID2种控制算 40 60 80100 t/s 法对比，HSC控制策略过渡过程时间短、最大偏差 (b)?=15、振幅10时的输出响应 小，显示出HSIC控制策略具有很强的抗干扰能力。 图4不同脉宽振幅阶跃振幅为5时的输出响应 其原因在于HSIC控制算法在每个控制周期都会根 Fig.4 Output response in different disturbance pulse 据偏差信号的符号与大小对控制量进行调整，强制 width when step amplitude is 5 其在控制过程中对外部扰动做出反应。由于HSIC 200 1-HSIC 是非线性控制器，HSC的规则可避免过程振荡使 150 品c 过程快速稳定，因此HSC在解决大滞后不确定性 4-Ramp 过程控制问题时可以获得较好的控制效果。 三10 图4是过程在时滞分别为10s与15s以及外部 50 扰动脉冲宽度为5s与振幅为50与10情况下的2 50 种控制算法HSIC与PID控制的输出响应比较。 0 20406080100 t/s 6 图5脉宽为5s、振幅为50时的输出响应比较 Fig.5 Comparison of output response when pulse width is 5 s and the amplitude is 50 1-HSIC 图5是过程为斜坡输入时，时滞时间为10s,在 2-PID 3-Pulse 外部扰动脉冲宽度为5s及振幅为50时2种控制算 法HSIC与PID控制的输出响应比较。 20 4060 80100 t/s 对比上述仿真结果可知，采用HSC控制算法， (a)扰动脉宽0.2s时的输出响应 过程控制的控制品质好，并且对外部扰动脉冲具有 很强的抗干扰能力。在负载发生大扰动时，HSIC控 制器可快速地消除负载大扰动对焚烧过程运行的影 响，将焚烧过程的输出响应控制在一个极小的偏差 范围内，并使过程输出响应y(t)能很快的趋于平 1-HSIC 2-PID 稳，因此可提高焚烧系统各个执行机构的使用寿命 3-Pulse 和燃烧过程的稳定性。将HSIC控制与传统PID控 20 40 60 80 100 制进行比较可知，HSC控制更明显地表现出过渡过 t/s (b)扰动脉宽3s时的输出响应 程时间短、过程响应速度快、过程稳态误差小与响应 图3不同脉宽振幅阶跃振幅为5时的输出响应 曲线平稳等优点。 Fig.3 Output response in different disturbance pulse 4结束语 width when step amplitude is 5 200 垃圾焚烧炉系统温度控制是一个极其复杂的过 1-HSIC 150 2-PID 程，由于其特殊的控制论特性，任何不确定性的变化 3-Pulse 都会给焚烧过程带来扰动，并使控制过程偏离期望 三100 的状态，产生不希望看到的后果。仿真实验研究表 50 明，采用HSIC仿人智能控制，响应速度快、抗干扰 能力强，控制过程的动、静态品质好，鲁棒性强，可以 20 4060 80100 t/s 比较好地满足燃烧的稳定性控制要求，当出现不确 (a)x=10、振幅50时的输出响应 定性扰动时，它抑制过大的超调，确保炉温快速地回冲扰动，其仿真试验结果如图 ３～５ 所示，图中的纵坐 标 ｙ（ｔ） 表示焚烧过程的响应输出。 仿真中，当过程时滞时间 τ ＝ １０ ｓ 时，加入外部 扰动时的输出响应如图 ３（ａ）和图 ３ （ｂ）所示，图中 给出了 ＨＳＩＣ 与 ＰＩＤ ２ 种控制算法是对比结果，外部 扰动脉冲振幅为 ５，宽度分别为 ０．２ ｓ 和 ３ ｓ。 仿真结 果显示，在外部脉冲扰动下，ＨＳＩＣ 与 ＰＩＤ２ 种控制算 法对比，ＨＳＩＣ 控制策略过渡过程时间短、最大偏差 小，显示出 ＨＳＩＣ 控制策略具有很强的抗干扰能力。 其原因在于 ＨＳＩＣ 控制算法在每个控制周期都会根 据偏差信号的符号与大小对控制量进行调整，强制 其在控制过程中对外部扰动做出反应。 由于 ＨＳＩＣ 是非线性控制器， ＨＳＩＣ 的规则可避免过程振荡使 过程快速稳定，因此 ＨＳＩＣ 在解决大滞后不确定性 过程控制问题时可以获得较好的控制效果。 图 ４ 是过程在时滞分别为 １０ ｓ 与 １５ ｓ 以及外部 扰动脉冲宽度为 ５ ｓ 与振幅为 ５０ 与 １０ 情况下的 ２ 种控制算法 ＨＳＩＣ 与 ＰＩＤ 控制的输出响应比较。 （ａ） 扰动脉宽 ０．２ ｓ 时的输出响应 （ｂ）扰动脉宽 ３ ｓ 时的输出响应 图 ３ 不同脉宽振幅阶跃振幅为 ５ 时的输出响应 Ｆｉｇ．３ Ｏｕｔｐｕｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｗｈｅｎ ｓｔｅｐ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｉｓ ５ （ａ） τ ＝ １０、 振幅 ５０ 时的输出响应 （ｂ） τ ＝ １５、 振幅 １０ 时的输出响应 图 ４ 不同脉宽振幅阶跃振幅为 ５ 时的输出响应 Ｆｉｇ．４ Ｏｕｔｐｕｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｗｈｅｎ ｓｔｅｐ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｉｓ ５ 图 ５ 脉宽为 ５ ｓ、振幅为 ５０ 时的输出响应比较 Ｆｉｇ． ５ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｏｕｔｐｕｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｗｈｅｎ ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｉｓ ５ ｓ ａｎｄ ｔｈｅ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｉｓ ５０ 图 ５ 是过程为斜坡输入时，时滞时间为 １０ ｓ，在 外部扰动脉冲宽度为 ５ ｓ 及振幅为 ５０ 时 ２ 种控制算 法 ＨＳＩＣ 与 ＰＩＤ 控制的输出响应比较。 对比上述仿真结果可知，采用 ＨＳＩＣ 控制算法， 过程控制的控制品质好，并且对外部扰动脉冲具有 很强的抗干扰能力。 在负载发生大扰动时，ＨＳＩＣ 控 制器可快速地消除负载大扰动对焚烧过程运行的影 响，将焚烧过程的输出响应控制在一个极小的偏差 范围内，并使过程输出响应 ｙ（ｔ） 能很快的趋于平 稳，因此可提高焚烧系统各个执行机构的使用寿命 和燃烧过程的稳定性。 将 ＨＳＩＣ 控制与传统 ＰＩＤ 控 制进行比较可知，ＨＳＩＣ 控制更明显地表现出过渡过 程时间短、过程响应速度快、过程稳态误差小与响应 曲线平稳等优点。 ４ 结束语 垃圾焚烧炉系统温度控制是一个极其复杂的过 程，由于其特殊的控制论特性，任何不确定性的变化 都会给焚烧过程带来扰动，并使控制过程偏离期望 的状态，产生不希望看到的后果。 仿真实验研究表 明，采用 ＨＳＩＣ 仿人智能控制，响应速度快、抗干扰 能力强，控制过程的动、静态品质好，鲁棒性强，可以 比较好地满足燃烧的稳定性控制要求，当出现不确 定性扰动时，它抑制过大的超调，确保炉温快速地回 ·８８４· 智 能 系 统 学 报 第 １０ 卷