基于MATLAB-SIMULINK的鍋爐汽包水位控制策略及仿真分析.pdf

1、鍋爐汽包水位的控制在鍋爐的自動(dòng)化控制中占據(jù)重要的地位，其控制效果的好壞直接影響到鍋爐給水質(zhì)量的高低，并最終影響到鍋爐的安全生產(chǎn)。鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)很難建立精確的數(shù)學(xué)模型，且具有非線(xiàn)性、不穩(wěn)定性和時(shí)滯性等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的鍋爐汽包水位控制常采用三沖量PID控制方式。普通PID控制策略存在的問(wèn)題是：一旦參數(shù)整定好，很難適應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)大幅度的變化。
　　 為了解決以上出現(xiàn)的問(wèn)題，本課題以某供汽量為120t/h的鍋爐為研究對(duì)象，結(jié)合國(guó)內(nèi)外

2、研究成果，設(shè)計(jì)了該鍋爐的汽包水位控制系統(tǒng)，并對(duì)其控制策略進(jìn)行了重點(diǎn)研究。為了對(duì)設(shè)計(jì)出的各種控制器有較好的對(duì)比，本課題首先對(duì)設(shè)計(jì)出的普通PID控制器、普通模糊控制器和模糊自適應(yīng)PID控制器分別進(jìn)行了仿真分析，對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。然后針對(duì)模糊自適應(yīng)PID控制器存在的一些不足，引入變論域思想，又設(shè)計(jì)了變論域自適應(yīng)模糊PID控制器，并對(duì)該控制器進(jìn)行仿真分析，結(jié)果表明，該控制器比以上其它各種控制器都具有較好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能和較高的控制精度，更

3、能滿(mǎn)足鍋爐汽包水位控制的要求。具體工作如下：
　　 首先，在查閱國(guó)內(nèi)外有關(guān)鍋爐汽包水位控制文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)本課題研究的鍋爐控制系統(tǒng)的參數(shù)及控制要求，設(shè)計(jì)了該鍋爐的汽包水位控制系統(tǒng)。通過(guò)合理的推導(dǎo)，建立了鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)的非線(xiàn)性數(shù)學(xué)模型。利用頻域分析法中的伯德圖法和尼柯?tīng)査箞D法對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了穩(wěn)定性分析，并進(jìn)行了仿真分析。
　　 其次，針對(duì)系統(tǒng)在不加任何控制器時(shí)存在響應(yīng)速度慢的問(wèn)題，又設(shè)計(jì)了普通PID控制器。雖然普通P

4、ID控制調(diào)節(jié)及時(shí)，能迅速的減少系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間和穩(wěn)態(tài)誤差，改善過(guò)程的動(dòng)態(tài)品質(zhì)，但其參數(shù)一旦設(shè)定就很難適應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)大幅度的變化。
　　 然后，針對(duì)普通PID控制存在的問(wèn)題，利用模糊控制思想，先后設(shè)計(jì)了普通模糊控制器和模糊自適應(yīng)PID控制器。通過(guò)系統(tǒng)仿真分析，結(jié)果表明，在超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)誤差方面，這兩種控制器的控制效果明顯比普通PID控制器效果要好。
　　 最后，為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的控制精度，在模糊自適應(yīng)PID控制的基礎(chǔ)上，引