熱風(fēng)循環(huán)真空干燥設(shè)備是配電變壓器器身干燥得較為常見的干燥設(shè)備之一。熱風(fēng)循環(huán)加熱有一定的升溫速率限制，如果器身在干燥過程升溫過快，絕緣表面很快干燥收縮，而內(nèi)層水分仍蒸發(fā)不出去，往往造成厚層絕緣件開裂。但如果升溫過慢，將會(huì)延長(zhǎng)處理時(shí)間，增加成本。行業(yè)內(nèi)一般以 10~15℃ /h 的線圈升溫速率進(jìn)行加熱。由于線圈中含有大量的銅，升溫較慢，存在時(shí)滯嚴(yán)重、加熱慣性大，不易調(diào)節(jié)等問題。如果控制算法局限于常規(guī)的簡(jiǎn)單 PID 控制方法，系統(tǒng)響應(yīng)速度和超調(diào)量之間的矛盾不能得到解決。

由于工藝要求器身溫度需要按照預(yù)定的升溫速率 V1 進(jìn)行加熱，所以副控制器的給定值也需要按照一定的速率遞增。由于導(dǎo)熱油升溫較快，而通過熱風(fēng)加熱的器身滯后較為嚴(yán)重，所以副控制器的給定值按照目標(biāo)升溫速率 V1 進(jìn)行設(shè)定將存在嚴(yán)重滯后的問題；而如果按照通過目標(biāo)溫度設(shè)定值 T1 計(jì)算出來的當(dāng)前理想油溫設(shè)定值 T4 這個(gè)設(shè)定，依然存在較大的偏差。

為了減少實(shí)時(shí)升溫速率的波動(dòng)并使實(shí)時(shí)溫升速率更貼近目標(biāo)值，本系統(tǒng)在模糊控制的基礎(chǔ)上增加了限幅控制，油溫設(shè)定值被限定在 T6上限和 T6 下限之間，導(dǎo)熱油溫度設(shè)定值在 T6 理想曲線附件游動(dòng)，被限制在陰影區(qū)域內(nèi)，這樣很好地解決了大超調(diào)的問題。

本文將二維模糊控制器和常規(guī) PID 控制器組成串級(jí)系統(tǒng)，結(jié)合限幅控制應(yīng)用到熱風(fēng)循環(huán)干燥中，達(dá)到減小超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)誤差效果，并成功應(yīng)用于奧地利某變壓器廠，得到廠家的高度好評(píng)。本控制系統(tǒng)特別適用于非線性、大慣性、大滯后的加熱系統(tǒng)。