艦船鍋爐蒸汽動力裝置多目標控制問題的研究.pdf

1、艦船行進的高機動性特點要求艦船鍋爐蒸汽動力裝置能夠在保證安全的基礎(chǔ)上最大限度地提高其響應(yīng)的快速性。在艦船鍋爐蒸汽動力裝置中，渦輪增壓機組響應(yīng)相對較慢且存在嚴格的安全邊界，這就要求必須設(shè)計適合的控制系統(tǒng)以滿足裝置響應(yīng)快速性和安全性的要求。本文基于艦船鍋爐這一對象對其控制策略進行了研究。
　　本文首先分析艦船增壓鍋爐蒸汽動力裝置的運行特點，重點分析了風油比控制問題和壓氣機喘振保護問題。描述系統(tǒng)設(shè)計的主要要求和限制條件，分析了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)

2、匹配要求和動態(tài)要求，為增壓鍋爐控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計提供依據(jù)。
　　其次建立了以控制為目的的全工況非線性模型模型，它能夠提供滿足穩(wěn)態(tài)計算、動態(tài)仿真和控制器設(shè)計需要的所有參數(shù)及其動態(tài)特征。建模在Matlab/Simulink環(huán)境下實現(xiàn)，采用模塊化結(jié)構(gòu)，易于擴展和修改。
　　然后根據(jù)現(xiàn)有主鍋爐系統(tǒng)的控制方法，結(jié)合渦輪增壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點，針對渦輪增壓系統(tǒng)中的風油耦合特性和壓氣機的喘振問題，設(shè)計了風油比雙交叉限幅和壓氣機喘振的切換控

3、制方法，解決了艦船快速變負荷過程中由于風油比失配導(dǎo)致的冒黑/白煙問題和壓氣機喘振問題，實現(xiàn)了壓氣機的緊貼喘振線運行，最大限度地發(fā)揮了壓氣機的工作性能。之后為了提高風量控制的瞬態(tài)響應(yīng)性能和系統(tǒng)響應(yīng)的快速性，在風量控制經(jīng)濟性方案的基礎(chǔ)上進一步設(shè)計了快速性方案，快速性方案在穩(wěn)態(tài)性能不變的情況下，極大地提高了風量系統(tǒng)響應(yīng)的快速性，顯著地加快了渦輪增壓燃燒系統(tǒng)的響應(yīng)速度。最后通過建立的艦船鍋爐控制系統(tǒng)全工況的Matlab/Simulink數(shù)學(xué)模型