畢業(yè)論文--500th cfb鍋爐爐膛負壓仿人智能控制系統(tǒng)設(shè)計（含外文翻譯）

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p>　　題目：500t/h CFB鍋爐爐膛負壓仿人智能控制</p><p><b>　　系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><

2、p>　　班 級: </p><p>　　專 業(yè)： 自動化（熱工過程）</p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2013 年 6 月</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書</p><p>　　題 目 500t/h CFB鍋爐爐膛負壓

3、仿人智能控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　任務(wù)起止日期： 年 月 日～ 年 月 日</p><p>　　一、畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)</p><p>　　注：1. 此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫。如不夠填寫，可另加頁。</p><p>　　2. 此任務(wù)書最遲必須在畢業(yè)設(shè)計（論文）開始前一周下達給學(xué)

4、生。</p><p>　　3. 此任務(wù)書可從教務(wù)處網(wǎng)頁表格下載區(qū)下載</p><p>　　二、畢業(yè)設(shè)計（論文）工作進度計劃表</p><p>　　注：1. 此表由指導(dǎo)教師填寫；</p><p>　　2. 此表每個學(xué)生人手一份，作為畢業(yè)設(shè)計（論文）檢查工作進度之依據(jù)；</p><p>　　3. 進度安排請用“一”在相應(yīng)位

5、置畫出。</p><p>　　三、學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計（論文）階段任務(wù)情況檢查表</p><p>　　注：1. 此表應(yīng)由指導(dǎo)教師認真填寫。階段分布由各學(xué)院自行決定。</p><p>　　2. “組織紀律”一檔應(yīng)按《長沙理工大學(xué)學(xué)生學(xué)籍管理實施辦法》精神，根據(jù)學(xué)生具體執(zhí)行情況，如實填寫。</p><p>　　3. “完成任務(wù)情況”一檔應(yīng)按學(xué)生是否按

6、進度保質(zhì)保量完成任務(wù)的情況填寫。包括優(yōu)點，存在的問題與建議</p><p>　　4. 對違紀和不能按時完成任務(wù)者，指導(dǎo)教師可根據(jù)情節(jié)輕重對該生提出忠告并督促其完成。</p><p>　　四、學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）裝袋要求：</p><p>　　1. 畢業(yè)設(shè)計（論文）按以下排列順序印刷與裝訂成一本（撰寫規(guī)范見教務(wù)處網(wǎng)頁）。</p><p>　　(

7、1) 封面 (2) 扉 頁</p><p>　　(3) 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 (4) 中文摘要 </p><p>　　(5) 英文摘要 (6) 目錄 </p><p>　　(7) 正文

8、 (8) 參考文獻</p><p>　　(9) 致謝 (10) 附錄（公式的推演、圖表、程序等）</p><p>　　(11) 附件1：開題報告（文獻綜述） (12) 附件2：譯文及原文影印件</p><p>　　2. 需單獨裝訂的圖紙（設(shè)計類）按順序裝訂成一本。</p><p>

9、;　　3. 修改稿（經(jīng)、管、文法類專業(yè)）按順序裝訂成一本。</p><p>　　4.《畢業(yè)設(shè)計(論文)成績評定冊》一份。</p><p>　　5．論文電子文檔[由各學(xué)院收集保存]。</p><p>　　學(xué)生送交全部文件日期 </p><p><b>　　學(xué)生（簽名）</b></p><p>　　指

10、導(dǎo)教師驗收（簽名） </p><p>　　500t/h CFB鍋爐爐膛負壓仿人智能控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　近幾年來，循環(huán)流化床鍋爐(簡稱CFB)在熱電廠得到廣泛應(yīng)用，在業(yè)界掀起了CFB鍋爐熱潮。在市場需求的帶動下，國內(nèi)CFB 鍋爐的大型化已取得長足

11、進展，形成了500t/h(l50MW)及以下多個容量等級CFB 鍋爐的設(shè)計制造能力。CFB 鍋爐燃料適應(yīng)能力強、環(huán)保性能佳和負荷調(diào)節(jié)范圍寬等優(yōu)點已廣為人知。但經(jīng)過長期的運行實踐，人們更加體會到CFB 鍋爐控制的難度和控制策略的重要性。</p><p>　　此次課題為研究500t/h CFB 鍋爐鍋爐爐膛負壓控制系統(tǒng)，利用傳統(tǒng)的PID 控制器與模糊控制結(jié)合仿人智能控制的方法設(shè)計出的控制系統(tǒng)，使其更加適合發(fā)電過程中的

12、非線性和不確定性，從而控制鍋爐爐膛負壓在適當(dāng)范圍內(nèi)，進而保證鍋爐的穩(wěn)定燃燒。通過MATLAB 建立傳統(tǒng)PID 控制器和仿人智能控制器的仿真模型，通過仿真結(jié)果證明仿人智能PID 控制器相對于傳統(tǒng)PID 控制器具有魯棒性強、易于整定、控制輸出平穩(wěn)、可調(diào)參數(shù)少的獨特優(yōu)點，對電廠生產(chǎn)過程中鍋爐爐膛負壓具有較好的調(diào)節(jié)能力，適用于大滯后且要求平穩(wěn)控制輸出的電廠生產(chǎn)過程。</p><p>　　關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐；鍋爐爐膛負

13、壓控制；PID控制器；模糊控制；仿人智能控制；MATLAB仿真模型</p><p>　　500t/h CFB BOILER FURNACE NEGATIVE PRESSURE HUMAN-SIMULATED INRELLIGENT CONTROL SYSTEM DESIGN</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>

14、　　In recent years, the circulating fluidized bed boiler (CFB) has been widely used in thermal power plant, set off a CFB boiler boom in the industry. Driven by market demand, the domestic large-scale CFB boiler has made

15、considerable progress, forming a 500t / h (l50MW) and a number of capacity levels CFB boiler design and manufacturing capabilities. The CFB boiler fuel adaptability, good environmental performance and a wide range of loa

16、d regulation is well known. After a long run practice, people </p><p>　　The subjects for the study of 500t / h CFB boiler boiler furnace negative pressure control system, the use of traditional PID controlle

17、r and fuzzy control combined with simulated intelligent control method for the design of the control system, to make it more suitable for the non-linearity in the power generation process and uncertainty boiler furnace,

18、thereby controlling the negative pressure within the appropriate range, thus ensuring stable combustion of the boiler.Through MATLAB to establish</p><p>　　Key words: Circulating fluidized bed boiler; The bo

19、iler furnace negative pressure control; PID controller; Fuzzy control; Simulated intelligent control; MATLAB simulation model </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b&

20、gt;</p><p>　　1.1 課題背景及目的1</p><p>　　1.2 國內(nèi)外研究狀況2</p><p>　　1.3 研究的內(nèi)容及要求3</p><p>　　1.4 設(shè)計難點及解決手段3</p><p>　　2 仿人智能控制系統(tǒng)的原理及特點5</p><p>　　2.1 仿

21、人智能控制的原理5</p><p>　　2.1.1 仿人智能控制的基本思路5</p><p>　　2.1.2 仿人智能行為的特征變量6</p><p>　　2.2 仿人智能控制與PID控制相結(jié)合9</p><p>　　2.2.1 PID控制的原理9</p><p>　　2.4.2 仿人智能PlD控制器10&

22、lt;/p><p>　　2.3 仿人智能控制系統(tǒng)的設(shè)計方法13</p><p>　　2.3.1 被控對象的“類等效”簡化模型13</p><p>　　2.3.2 被控對象的模型處理14</p><p>　　2.4 仿人智能控制算法研究15</p><p>　　2.4.1 仿人比例控制算法15</p>

23、<p>　　2.4.2 仿人積分控制算法16</p><p>　　2.4.3 仿人智能控制器算法模型17</p><p>　　3 500t/h CFB鍋爐爐膛負壓仿人智能控制系統(tǒng)設(shè)計19</p><p>　　3.1 500t/hCFB鍋爐爐膛負壓控制系統(tǒng)的簡介19</p><p>　　3.1.1 爐膛壓力控制系統(tǒng)簡介1

24、9</p><p>　　3.1.2 爐膛壓力的測量19</p><p>　　3.1.3 爐膛壓力控制的主要功能20</p><p>　　3.2 爐膛負壓控制的方案設(shè)計21</p><p>　　3.2.1 爐膛負壓控制系統(tǒng)方框原理圖21</p><p>　　3.2.2控制對象的要求22</p>&

25、lt;p>　　4 系統(tǒng)仿真實驗23</p><p>　　4.1利用MATLAB建立仿真模型23</p><p>　　4.2 仿真結(jié)果對比圖25</p><p>　　4.2.1 爐膛負壓控制系統(tǒng)無干擾時的仿真研究25</p><p>　　4.2.2 爐膛負壓控制系統(tǒng)有干擾時的仿真研究27</p><p>

26、<b>　　參考文獻29</b></p><p><b>　　致謝31</b></p><p>　　附件一（開題報告）32</p><p>　　附件二（外文文獻）38</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 課題

27、背景及目的</p><p>　　電力工業(yè)是我國的國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在我國，電力生產(chǎn)主要以燃煤火力發(fā)電為主，但燃煤發(fā)電的直接污染較大，特別是SO2、NOX 等有毒物質(zhì)的排放。其中，SO2的排放是造成酸雨的主要原因，為了通過爐內(nèi)燃燒技術(shù)的改進，降低SO2、NOX排放量，我國從60年代起開始對循環(huán)流化床鍋爐進行研究，并在90年代以后和外國公司聯(lián)合研究并取得了較大有發(fā)展，現(xiàn)在循環(huán)流化床鍋爐已發(fā)展成熟并在全國廣泛應(yīng)用

28、。保護環(huán)境，節(jié)約能源是各個國家長期發(fā)展首要考慮的問題，循環(huán)流化床鍋爐正是基于這一點而發(fā)展起來，其高可靠性，高穩(wěn)定性，高可利用率，最佳的環(huán)保特性以及廣泛的燃料適應(yīng)性，越來越受到廣泛關(guān)注，完全適合我國國情及發(fā)展優(yōu)勢[1]。</p><p>　　循環(huán)流化床鍋爐（Circulating Fluidized Bed Boiler,CFB）作為近年來在國際上發(fā)展起來的新一代高效、低污染清潔燃燒鍋爐，具有燃料適應(yīng)性廣、負荷調(diào)節(jié)

29、性能好、灰渣綜合利用等優(yōu)點，因此在電力、城市供熱、工廠蒸汽生產(chǎn)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。但由于循環(huán)流化床鍋爐的燃燒及汽水變化過程十分復(fù)雜，受影響的因素多，給煤、一、二次風(fēng)，返料耦合性強，而且燃燒與汽水也存在復(fù)雜的耦合關(guān)系。此外，過程的非線性和大滯后也使對象更加復(fù)雜，難于建立精確的數(shù)學(xué)模型，這樣對控制就提出了更為嚴格的要求。這包括兩層意義：一是控制系統(tǒng)要有很高的可靠性；二是控制方案要有很好的控制實效?；谶@樣兩點，CFB鍋爐一般都選擇先進的

30、DCS控制系統(tǒng)，特別是運用先進的控制方案能夠?qū)崿F(xiàn)鍋爐燃燒的完全自控[2]。</p><p>　　1.2 國內(nèi)外研究狀況</p><p>　　目前國內(nèi)火力發(fā)電廠鍋爐風(fēng)機大部分采用拖動電動機，其中95％左右為交流異步電動機直接拖動，恒速運行。隨著電力經(jīng)濟的發(fā)展等，使電廠中的鍋爐風(fēng)機在運行中出現(xiàn)了裕量較大的問題，另外根據(jù)電網(wǎng)調(diào)峰的需要，機組長時間處于低負荷運行狀態(tài)，使鍋爐的送、吸風(fēng)機長期處于低參

31、數(shù)下運行，對廠用電率造成一定影響。目前國內(nèi)直屬發(fā)電廠鍋爐風(fēng)機配備的電動機以1 MW左右居多，大部分都是采用恒速運行，造成很大的浪費。根據(jù)節(jié)能工作的要求，其中有個別發(fā)電廠已考慮或試用風(fēng)機調(diào)速運行，解決目前風(fēng)機運行中出現(xiàn)裕量過大的問題。風(fēng)機調(diào)速有幾種方案，其中，應(yīng)用最多的是變頻器技術(shù)，或加裝液力偶合器裝置。此外，過程的非線性和大滯后也使對象更加復(fù)雜，難于建立精確的數(shù)學(xué)模型，這樣對控制就提出了更為嚴格的要求。這包括兩層意義：一是控制系統(tǒng)要有很

32、高的可靠性；二是控制方案要有很好的控制實效。基于這樣兩點，CFB鍋爐一般都選擇先進的DCS控制系統(tǒng)，特別是運用先進的控制方案能夠?qū)崿F(xiàn)鍋爐燃燒的完全自控。</p><p>　　隨著我國的電力工業(yè)的不斷發(fā)展，作為火電廠重要設(shè)備的鍋爐己走向大型化，鍋爐控制系統(tǒng)也日趨復(fù)雜。系統(tǒng)的藕合性、時變性、非線性等特點顯得更加突出，鍋爐系統(tǒng)生產(chǎn)過程需要監(jiān)視的內(nèi)容也越來越多，過程控制的任務(wù)愈來愈重，鍋爐系統(tǒng)的運行與操作要求更為嚴格。早

33、期在火電廠采用的人工控制或簡單的儀表單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)己很難滿足發(fā)電廠鍋爐運行的要求。生產(chǎn)自動化方式逐漸不能適應(yīng)時代的發(fā)展，鍋爐控制系統(tǒng)的自動化面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。然而另一方面，計算機技術(shù)正在不斷的發(fā)展、現(xiàn)代控制理論也在不斷完善并應(yīng)用。將上述兩項技術(shù)相結(jié)合的自動控制技術(shù)應(yīng)用于火電廠鍋爐燃燒控制系統(tǒng)中，將會有效地提高火電廠的自動化水平，滿足鍋爐工藝發(fā)展的要求。安全可靠是機組運行的首要要求，特別是對大容量機組更是具有重要的意義。隨著機組容量的增大

34、，熱力系統(tǒng)越來越復(fù)雜，需要監(jiān)視、控制的項目顯著增多。靠人來監(jiān)視和操作，不僅勞動強度大，而且很難勝任，同時極易因誤操作而造成事故，所以必須采用自動化儀表來完成監(jiān)視和操作。檢測裝置能把機組的運行狀態(tài)隨時報告給人和調(diào)節(jié)裝置；自動調(diào)節(jié)裝置能簡化操作步驟和減少操作數(shù)量，避免誤操作；保護裝置能在機組運行發(fā)生異?；蜻\行參數(shù)超過允許</p><p>　　1.3 研究的內(nèi)容及要求</p><p>　　針對5

35、00t/h CFB爐膛負壓控制要求，設(shè)計鍋爐爐膛負壓仿人智能控制系統(tǒng)，設(shè)計內(nèi)容主要有：</p><p>　　1).針對爐膛負壓控制要求，設(shè)計爐膛負壓控制系統(tǒng)總體方案。</p><p>　　2).選擇所需的控制設(shè)備，畫出設(shè)備主要接線圖。</p><p>　　3).根據(jù)爐膛負壓控制要求，設(shè)計仿人智能控制算法。</p><p>　　4).設(shè)計實現(xiàn)控

36、制任務(wù)的程序結(jié)構(gòu)。</p><p>　　5).利用MATLAB 建立仿真模型，研究控制算法的性能，并與常規(guī)PID控制進行比較。</p><p>　　1.4 設(shè)計難點及解決手段</p><p><b>　　設(shè)計重點：</b></p><p>　　1).熟悉CFB鍋爐工作原理，了解實際運行中爐膛負壓控制的重要性。</p

37、><p>　　2).設(shè)計的爐膛負壓控制方案要求合理可行。</p><p>　　3).所選擇的控制設(shè)備必須可靠性高，技術(shù)先進，最好列出具體生產(chǎn)廠家，型號等。</p><p>　　4).根據(jù)控制要求設(shè)計的控制算法必須科學(xué)，列出詳細設(shè)計及推導(dǎo)過程。</p><p><b>　　設(shè)計難點：</b></p><p&

38、gt;　　a.選擇目前通用的開發(fā)語言平臺，設(shè)計實現(xiàn)控制任務(wù)的程序結(jié)構(gòu)框圖。</p><p>　　b.利用MATLAB 建立控制系統(tǒng)仿真模型，從穩(wěn)定性，魯棒性，抗干擾等方面研究所設(shè)計控制算法的控制效果如何，并與常規(guī)PID控制進行比較。</p><p>　　采用的手段：設(shè)計以CFB 鍋爐爐膛負壓為研究對象，通過對爐膛負壓的調(diào)節(jié)，使?fàn)t膛負壓控制在最佳壓力范圍，通過查閱相關(guān)資料結(jié)合自己所學(xué)知識，在

39、老師的指導(dǎo)下設(shè)計出符合要求的爐膛負壓控制系統(tǒng)總體方案，畫出總體設(shè)計圖，設(shè)計控制算法和控制過程程序結(jié)構(gòu)，通過MATLAB 仿真模型研究所設(shè)計控制算法的性能，得出其相對一般控制器的優(yōu)勢所在。</p><p>　　2 仿人智能控制系統(tǒng)的原理及特點</p><p>　　2.1 仿人智能控制的原理</p><p>　　2.1.1 仿人智能控制的基本思路</p>

40、<p>　　傳統(tǒng)的PID控制是一種反饋控制，存在著按偏差的比例、積分和微分三種控制作用。</p><p>　　比例：偏差一產(chǎn)生，控制器就有控制作用，使被控量想偏差減小的方向器控制作用的強弱取決于比例系數(shù)Kp </p><p>　　積分：它能對偏差進行記憶并積分，有利于消除靜差，但作用太強，既會是控制的動態(tài)性能變差，以至使系統(tǒng)不穩(wěn)定。</p><p>　　

41、微分：能敏感出偏差的變化趨勢， To大可加快系統(tǒng)響應(yīng)（使超調(diào)減小），使系統(tǒng)抑制干擾的能力降低。</p><p>　　下面來分析一下PID控制中的三種控制作用的是指以及他們的功能與人的控制思維的某種智能差異，從而看出控制規(guī)律的智能化發(fā)展趨勢。</p><p>　　1）比例；PID中實質(zhì)是一種線性放大或縮小的作用，它類似于人的想象能力，可以把一個量想得大一些或小一些，但人的想象力是非線性的是變

42、的，可根據(jù)情況靈活變化。</p><p>　　2）積分作用：對偏差信號的記憶功能（積分）， 人腦的記憶功能是人類的一種基本智能，人腦的記憶是具有某種選擇性的?？梢杂涀∮杏玫男畔?，而遺忘無用或長時間的信息，而PID中的積分是不加選擇的長期記憶，其中包括對控制不利的信息， 同比PID中不加選擇的積分作用缺乏智能性。</p><p>　　3） 微分：體現(xiàn)了信號的變化趨勢，這種作用類似于人的預(yù)見性

43、，但PID中的微分的預(yù)見性缺乏人的遠見卓識，且對變化快的信號敏感，對變化慢的信號預(yù)見性差</p><p>　　仿人智能控制的基本思想是指：在控制過程中利用計算機模擬人的控制行為能力，最大限度的識別和利用控制系統(tǒng)動態(tài)過程所提供的特征信息進行啟發(fā)和直覺推理，從而實現(xiàn)對缺乏精確數(shù)學(xué)模型的對象進行有效的控制[4]。</p><p>　　2.1.2 仿人智能行為的特征變量</p>&l

44、t;p>　　對系統(tǒng)動態(tài)特征的模式識別，主要是對動態(tài)模式的分類，根據(jù)系統(tǒng)偏差e及偏差變化△e以及由它們相應(yīng)的組合的特征變量來劃分動態(tài)特征模式，通過這些特征模式刻畫動態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)行為特征，以便作為智能控制決策的依據(jù)。</p><p>　　圖2.1 系統(tǒng)的典型階躍響應(yīng)曲線</p><p>　　圖2.1給出了一個系統(tǒng)的典型階躍響應(yīng)曲線，曲線上a,b,F三處的系統(tǒng)輸出是一樣的，但他們的動態(tài)特征

45、是不同的，a處偏差將繼續(xù)偏離平衡狀態(tài)，b處偏差將回歸平衡狀態(tài)，F(xiàn)處偏差達到最大值。為了更全面，更細致的刻畫系統(tǒng)的動態(tài)特征，定義下列特征變量。</p><p>　　１) 偏差en（en表示偏離的大小，稱為離散數(shù)） </p><p><b>　　en =R—</b></p><p>　　2） 偏差變化△en </p><p>

46、;　　△en=en--en-1 </p><p>　　3） en△en(偏差及偏差變化之積) </p><p>　　偏差與偏差變化之積構(gòu)成了一個新的描述系統(tǒng)動態(tài)過程的特征變量。利用該特征變量的趨勢是否大于0可以描述系統(tǒng)動態(tài)偏差變化的趨勢，對應(yīng)圖2.1可得下表:</p><p>　　另外， 當(dāng)en△en<0(BC,DE)表明系統(tǒng)的動態(tài)過程正向著偏差減小的。<

47、;/p><p>　　方向變化，即偏差的絕對值逐漸減?。划?dāng)en△en>0（AB,CD）表明系統(tǒng)的動態(tài)過程正向偏差增加的方向變化，即偏差的絕對值逐漸增大。</p><p>　　△en△en-1（相鄰兩次偏差變化之積） </p><p>　　△en-1=en-1--en-2 </p><p>　　這個特征量表示了偏差出現(xiàn)的極值狀態(tài)的特征量。<

48、;/p><p>　　4） 若 △en△en-1<0 表示出現(xiàn)極值狀態(tài)； </p><p>　　△en△en-1>0 表示無極值狀態(tài)出現(xiàn)； </p><p>　　將△en△en-1與en△en聯(lián)合使用，可以判別動態(tài)過程當(dāng)偏差出現(xiàn)極值后的變化趨勢，如B和C’點： </p><p>　　B點：△en△en-1<0, en△en>

49、0 </p><p>　　C’點：△en△en-1<0, en△en<0 </p><p>　　在B點后偏差逐漸減小，而在C’點后偏差逐漸變大。</p><p>　　圖2.2 系統(tǒng)的典型階躍響應(yīng)曲線</p><p>　　5）|△e/e|(偏差變化的姿態(tài)) </p><p>　　這個特征量可以描述動態(tài)過程中偏

50、差變化的姿態(tài)， </p><p>　　當(dāng)|△e/e|大時，表明△e大，而e小或很小</p><p>　　當(dāng)|△e/e|小時，表明e大， 或△e很小</p><p>　　若β<|△e/e|<α,表明系統(tǒng)處于BC(或DE)中部一段，此時系統(tǒng)的動態(tài)過程是呈現(xiàn)偏差和偏差變化較大的姿態(tài)。</p><p>　　6) |△en/△en-1| &

51、lt;/p><p>　　這個特征變量反映了偏差的局部變化趨勢，也間接表示出前期控制效果，若此值大，表明前期控制效果不顯著或不佳。</p><p><b>　　7）△（△en） </b></p><p>　　表明偏差變化的變化率，即二次差分，對于圖1所示曲線：</p><p>　　圖2.3 系統(tǒng)的典型階躍響應(yīng)曲線</p&

52、gt;<p>　　ABC段：△（△en）>0 ,處于超調(diào)段</p><p>　　CDE段：△（△en）<0, 處于回調(diào)段</p><p>　　通過對上述特征變量的分析可知，特征變量是對系統(tǒng)動態(tài)特性的一種定性預(yù)定兩性結(jié)合的描述，它體現(xiàn)了對人們思維的一種模擬。</p><p>　　2.2 仿人智能控制與PID控制相結(jié)合</p>&

53、lt;p>　　2.2.1 PID控制的原理</p><p>　　常規(guī)的PID控制原理如圖2.4所示：這是一個典型的單位負反饋控制系統(tǒng)。系統(tǒng)由PID控制器和被控對象組成</p><p>　　圖2.4 PID控制系統(tǒng)原理框圖</p><p>　　PID控制器是一種線性控制器，它根據(jù)給定值r(t)與輸出值y(t)構(gòu)成偏差：</p><p>　

54、　e(t)---r(t)·c(t)。將偏差的比例(P)、積分(I)和微分(D)通過線性組合構(gòu)成控制量，對受控對象進行控制。器控制規(guī)律為：</p><p><b>　　= [+]</b></p><p>　　= + （2-1）</p><p><b>　　傳遞函數(shù)：</b></p>

55、<p><b>　　= </b></p><p>　　= K+K （2-2）</p><p>　　式中，K為比例系數(shù)，Tr為積分常數(shù)，T為微分時間常數(shù)：</p><p>　　= 為積分系數(shù)，K = KT 為微分系數(shù)。</p><p>　　PID控制器各校正環(huán)節(jié)的

56、作用如下：</p><p>　　比例控制：即是成比例地反應(yīng)控制系統(tǒng)的偏差信號e(t)，偏差一旦產(chǎn)生，控制器</p><p>　　立即產(chǎn)生控制作用以減小誤差。當(dāng)偏差e=0時，控制作用也為0。因此，LV,例控制是基于偏差進行調(diào)節(jié)的，即有差調(diào)節(jié)。積分控制：能對誤差進行記憶，主要用于消除靜差，提高系統(tǒng)的無差度，積分作用的強弱取決于積分時間常數(shù)Tl，Ti越大，積分作用越弱，反之則越強。微分環(huán)節(jié)：能反

57、映偏差信號的變化趨勢(變化速率)，并能在偏差信號值變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個有效的早期修正信號，從而加快系統(tǒng)的動作速度，減小調(diào)節(jié)時間。從時間的角度講，比例控制是針對系統(tǒng)當(dāng)前誤差進行控制，積分作用則針對系統(tǒng)誤差的歷史，而微分作用則反映了系統(tǒng)誤差變化趨勢，這三者的組合是“過去、現(xiàn)在、未來”的完美結(jié)合。</p><p>　　2.4.2 仿人智能PID控制器</p><p>　　為了進一步模仿

58、人的預(yù)見性，仿人智能控制器在基本的控制算法上可以進行改進，一種改進是根據(jù)誤差E的大小不同改變比例增益系數(shù)。：另外一種改進是將比例控制模態(tài)改為PID控制模態(tài)。仿人智能PID控制器仍采用比例、積分和微分控制功能實現(xiàn)。依據(jù)動態(tài)過程的特征信息，智能地選擇或組合PID的控制方案。</p><p>　　分段處理：系統(tǒng)由靜態(tài)向動態(tài)過渡過程中，由于其慣性的存在，決定了這一段過程只能呈傾斜上升。為了獲得好的過渡過程，即快的響應(yīng)速度

59、、較小的超調(diào)量，將動態(tài)過程分為過渡過程和跟蹤過程。在過渡過程中采用變增益的方式，使系統(tǒng)輸出上升接近穩(wěn)態(tài)而存在誤差e時，比例控制作用要降低使系統(tǒng)借助于慣性繼續(xù)上升，即有利于較小超調(diào)而又不至于影響上升時間，小于誤差e后采用正常的處理方案。兩個過程的切換由誤差的大小確定：</p><p>　　│e(k)│>e 過渡過程</p><p>　　│e(k)│≤e 正常跟蹤程序</p&g

60、t;<p>　　誤差變化趨勢：實現(xiàn)仿人控制首先要確定誤差變化趨勢?？梢岳谜`差誤差變化趨勢的乘積作為系統(tǒng)動態(tài)過程的特征量。</p><p>　　圖2.5 偏差e(t)及其積分曲線i(t)</p><p>　　在圖2.5積分曲線的(c，d)段，積分作用增加一個正量的控制有利于減小輸出的回調(diào)。但在(d，e)區(qū)間積分作用繼續(xù)加強，其結(jié)果勢必造成系統(tǒng)再次出現(xiàn)超調(diào)，這時的積分作用對系統(tǒng)

61、的有效控制幫了倒忙。</p><p>　　在控制系統(tǒng)中引入積分控制作用是減小系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)偏差的重要途徑。在常規(guī)PID控制中，積分作用對偏差的積分過程在一定程度上模擬了人的記憶特性，記憶了偏差的存在及其變化的全部信息。但它有以下幾個缺點：</p><p>　　1）．積分控制作用對積分過程選擇的針對性不強；</p><p>　　2）．只要偏差存在，就一直進行積分，容易造成“

62、積分飽和”：</p><p>　　3）．積分參數(shù)不易選擇，選用不當(dāng)會造成系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩。</p><p>　　造成上述積分控制作用不佳的原因在于：它沒有很好地體現(xiàn)出有經(jīng)驗的操作人員的控制決策思想。在圖3．2的積分曲線區(qū)間(a，b)和(b，c)中，積分作用和有經(jīng)驗的操作人員的控制作用相反。此時系統(tǒng)出現(xiàn)了超調(diào)。正確的控制策略應(yīng)該是使控制量在常值上加一個負量控制，以壓低超調(diào)，盡快減少偏差。但在此區(qū)

63、間的積分控制作用卻增加了一個正量控制。這是由于在(0，a)區(qū)間的積分結(jié)果很難被抵消而改變符號，故積分控制量仍保持為正。這樣的結(jié)果導(dǎo)致系統(tǒng)超調(diào)不能迅速降低，從而延長了系統(tǒng)的過渡過程時間。</p><p>　　仿人智能P1D控制器由比例和積分組成，其系數(shù)由控制規(guī)則提供：另外，在判斷條件中用上誤差的差分，因此，它也含有對誤差微分的作用，故仍稱之為PID控制器，其結(jié)構(gòu)框圖如下：</p><p>　

64、　圖2.6 仿人智能PID結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　從誤差e和誤差的變化△P這兩個基本的模糊控制變量出發(fā)，引入其它的特征變量，以便從動態(tài)過程中獲取更多的特征信息，進而利用這些信息更好地設(shè)計仿人智能控制器。</p><p>　　2.3 仿人智能控制系統(tǒng)的設(shè)計方法</p><p>　　2.3.1 被控對象的“類等效”簡化模型</p><p>

65、　　具有可調(diào)參數(shù)的控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型簡化理論表明，盡管在許多情況下被控對象的全特性不確知，但其所具有的非線性，時變性和不確定性對控制的影響總可以用一些典型的非線性環(huán)節(jié)加上被控對象的“類等效”的簡化線性模型，在結(jié)構(gòu)和參數(shù)上的變化來近似模擬。根據(jù)對被控對象的定性了解，建立起對象的結(jié)構(gòu)模型，并根據(jù)對某些反映被控對象動態(tài)特性的主要特征量的模糊估計確定對象模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)可能變化的大致范圍[7]。</p><p>　　設(shè)一個帶

66、有純滯后環(huán)節(jié)的高階線性動態(tài)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)形式為：</p><p>　　G（s) = τ （2-3-1）</p><p>　　則描述系統(tǒng)動態(tài)特性的時域和頻域的主要特征量有：</p><p>　　增益（Gain）K：表示系統(tǒng)對零頻（直流）輸入信號的放大能力，決定了穩(wěn)定系統(tǒng)系統(tǒng)域中單位階躍響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)值，即 K = （2-3-2）</p>

67、<p>　　純滯后τ：表示系統(tǒng)對輸入信號的不應(yīng)期。</p><p>　　等效時滯：表示系統(tǒng)對輸入信號的滯后特性，由下述積分定義表示</p><p>　　D = (2-3-3)</p><p>　　式中：u（t）為單位階躍輸入函數(shù)，g（t）為G（s）的單位階躍響應(yīng)。D是系統(tǒng)中所有滯后（積分）因素和所有超前

68、（微分）因素之差，其與傳遞函數(shù)的關(guān)系為</p><p>　　D = b- (2-3-4)</p><p>　　等效支配極點：確定系統(tǒng)的基本性狀（單調(diào)，振蕩，穩(wěn)定或不穩(wěn)定）。</p><p>　　主要頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)（帶寬頻率，截止頻率，穿越頻率，轉(zhuǎn)角頻率及相應(yīng)的相位角）：反映系統(tǒng)對不同頻率信號的通過能力，以及系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性。</p><

69、;p>　　被控對象的“類等效”簡化模型應(yīng)該在增益，純滯后，等效時滯，等支配極點和某些主要頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)上與對象一致。因此，“類等效”簡化模型最大的特點是，它在反映對象主要動態(tài)特性的一些主要特征量上與實際對象一致。</p><p>　　2.3.2 被控對象的模型處理</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)“類等效”模型的定義，可以通過對被控對象的定性了解，建立起對象的結(jié)構(gòu)模型，并根據(jù)對主要特征量（

70、如某些非線性特征，純滯后，等效時滯和增益等）的模糊估計，可以確定對象模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)可能變化的大致范圍。例如：具有純滯后的過程對象和具有非線性環(huán)節(jié)的伺服對象，可以對被控對象做如下處理</p><p><b>　　帶純滯后過程對象</b></p><p><b>　　(2-3-5)</b></p><p>　　帶非線性環(huán)節(jié)伺服

71、對象</p><p><b>　　（2-3-6）</b></p><p>　　仿人智能控制器具有多種控制模態(tài)（變結(jié)構(gòu)，多參數(shù)）和分層遞階（運行控制，參數(shù)校正，任務(wù)適應(yīng)）的控制結(jié)構(gòu)，因而有非常強的魯棒性和適應(yīng)性。仿人智能控制器的設(shè)計就是要確定其結(jié)構(gòu)和參數(shù)。式（2-3-5）中5個參數(shù)變化的范圍可以在相當(dāng)程度上模擬一類具有純滯后的過程對象，式（2-3-6）中3個參數(shù)變化的范

72、圍則可以在相當(dāng)程度上模擬一類帶典型非線性環(huán)節(jié)的伺服對象。仿人智能控制器設(shè)計的任務(wù)就是采用盡可能簡單的結(jié)構(gòu)和盡可能少的控制模態(tài)和參數(shù)，能夠在以上對象模型參數(shù)變化的范圍內(nèi)，都能達到控制指標(biāo)的要求。可以說這樣的模型處理解決了在沒有對象準(zhǔn)確數(shù)學(xué)模型的條件下的仿人智能控制器設(shè)計時的對象模型問題[7]。</p><p>　　2.4 仿人智能控制算法研究</p><p>　　2.4.1 仿人比例控制算法

73、</p><p>　　仿人比例控制系統(tǒng)如下圖2.7所示：圖中積分開關(guān)只有在滿足穩(wěn)定輸出時才閉合一次，完成運行后又立即斷開，此后不變。</p><p>　　圖2.7 仿人比例控制</p><p>　　為了判斷系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)而不受干擾和擾動的影響，給出如下判據(jù)：系統(tǒng)處于穩(wěn)定的充分條件是存在一個ko使得ko≤k≤ko+N時,</p><p>　　

74、|e(k)-e(k-1)|< δ （2-4-1）</p><p>　　或者以連續(xù)N滿足|e(k)-e(k-1)|< δ作為判穩(wěn)條件。</p><p>　　為實現(xiàn)仿人比例控制方法,可采用如下產(chǎn)生式規(guī)則描述：</p><p>　　IF THEN （2-4-2）</p><p><b>　　（2-

75、4-3）</b></p><p>　　常數(shù)δ取系統(tǒng)允許穩(wěn)定差的1.5—2倍。N與對象的時間常數(shù)P和純滯后τ有關(guān)。設(shè)采樣時間為T，則N∝(P/T+τ/T)。</p><p>　　上述控制算法實質(zhì)上等價于比例控制加智能積分。（未滿足條件僅起比例作用，穩(wěn)定條件滿足積分起一次作用）。</p><p>　　上述的仿人比例控制算法=比例+智能積分，有效地解決了傳統(tǒng)控

76、制器設(shè)計中穩(wěn)態(tài)精度與穩(wěn)態(tài)誤差的矛盾。</p><p>　　2.4.2 仿人積分控制算法</p><p>　　在控制系統(tǒng)中引入積分控制作用是減小系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)偏差的重要途徑，在常規(guī)PID控制中，其積分是對時間軸上的所有數(shù)據(jù)的全時效積分，即記憶了偏差的存在及其變化的全部信息，它有以下幾個缺點：</p><p>　　1） 積分控制作用針對性弱</p><p&

77、gt;　　2） 只要偏差存在，積分就起作用，易于引起積分飽和現(xiàn)象</p><p>　　3） 積分參數(shù)選擇不當(dāng)即易造成系統(tǒng)的振蕩</p><p>　　造成上述積分控制作用不佳的原因在于：它沒有很好的體現(xiàn)有經(jīng)驗的操作人員的控決策思想。下圖給出了系統(tǒng)PID 中的積分和人類積分的響應(yīng)曲線。圖8</p><p>　　圖 2.8 偏差與積分</p><p&g

78、t;　　對ab和bc段而言：在ab段已出現(xiàn)超調(diào)，正確的作用是使控制量在常志上加一個負量控制以壓低超調(diào)盡快減小偏差，但是PID中控制量還是正的，這是因為oa積分作用過大，ab是負積分難以抵消oa的影響，故積分控制量仍是正值。從而導(dǎo)致超調(diào)不能迅速降低，延長系統(tǒng)的過渡時間。</p><p>　　為克服上述積分控制作用的缺點，采用第二種積分作用，即在（a,b）（c,d）（e,f）等區(qū)間中積分，這時的積分能為積分控制作用及

79、時給出正確的積分控制量，能有效的抑制系統(tǒng)誤差的增加，而在（o,a）（b,c）（d,e）區(qū)間上停止積分作用，只利用系統(tǒng)借助于慣性向穩(wěn)態(tài)過渡，而此時系統(tǒng)并不失控，它還受到比例等控制作用的抑制。</p><p>　　根據(jù)前面的分析，可以得到引入智能積分的判斷條件為： </p><p>　　當(dāng)e△e>0時，對偏差進行積分；當(dāng)e△e<0時，不對偏差進行積分。在考慮到偏差及偏差變化的極值點

80、的情況，可把引入積分和不引入積分的條件綜合如下： </p><p>　　1） if e△e>0 or (△e=0 and e≠0) then 積分</p><p>　　2） if e△e<0 or e=0 then 不積分</p><p>　　這樣引入的積分即為智能積分作用，下圖8為具有智能積分的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.9。</p><p&

81、gt;　　圖2.9 具有智能控制積分控制的控制系統(tǒng)</p><p>　　2.4.3 仿人智能控制器算法模型</p><p>　　仿人智能控制器基本的控制算法模型如下:</p><p>　　選擇描述系統(tǒng)動態(tài)特性的特征模型φ為</p><p><b>　　(2-4-4)</b></p><p>　　選

82、擇決策與控制模式Ψ為</p><p>　　Ψ = {Ψ1 ,Ψ2 }</p><p><b>　　(2-4-5)</b></p><p>　　式中, u 為控制器的輸出; Kp 為控制器的增益系數(shù); K 為控制器的保持系數(shù); u0 ( n) 為u 的第n 次保持值; E 為系統(tǒng)的偏差; E為偏差的變化率; Em, i為第i 個極值。啟發(fā)式與直覺

83、推理規(guī)則, 即產(chǎn)生式規(guī)則Ω為:</p><p><b>　　(2-4-6)</b></p><p>　　于是推理決策過程<φ,Ψ ,Ω > 表示為如下算法</p><p>　　(2-4-7) </p><p>　　3 500t/h CFB鍋爐爐膛負壓仿人智能控制系統(tǒng)設(shè)計</p><

84、;p>　　3.1 500t/h CFB鍋爐爐膛負壓控制系統(tǒng)的簡介</p><p>　　3.1.1 爐膛壓力控制系統(tǒng)簡介</p><p>　　鍋爐作為電廠中的重要設(shè)備，為了保證爐膛的穩(wěn)定燃燒，爐膛壓力控制的作用就顯而易見了。對于負壓燃燒鍋爐，如果爐膛壓力接近于大氣壓力，則爐煙往外冒出，能源浪費且影響設(shè)備和工作人員的安全；反之，如果爐膛壓力太低，又會使大量的冷空氣漏入爐膛內(nèi)，降低爐膛溫度

85、，增大了引風(fēng)機負荷和排煙帶走的熱量損失。一般爐膛壓力維持在比大氣壓力低20-100Pa左右[8]。</p><p>　　引風(fēng)控制的任務(wù)是保持爐膛負壓在規(guī)定的范圍之內(nèi)。由于引風(fēng)調(diào)節(jié)對象的動態(tài)響應(yīng)快，測量也容易，所以引風(fēng)控制系統(tǒng)一般只需采用以爐膛負壓pf作為被調(diào)量的單回路控制系統(tǒng)。由于送風(fēng)量的變化時引起負壓波動的主要原因，為了使引風(fēng)量快速地跟蹤送風(fēng)量，以保持二者的比例，可將送風(fēng)量作為前饋引入引風(fēng)調(diào)節(jié)器。這樣當(dāng)送風(fēng)控制

86、系統(tǒng)動作時，引風(fēng)控制系統(tǒng)也立即跟著動作，而不是等爐膛負壓偏離給定值后再動作，從而能使?fàn)t膛負壓基本保持不變。所以引風(fēng)控制系統(tǒng)引入送風(fēng)前饋信號以后，將有利于提高引風(fēng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和減小爐膛負壓的動態(tài)偏差。</p><p>　　送風(fēng)量信號通過前饋補償裝置f（x）送到引風(fēng)調(diào)節(jié)器而使引風(fēng)量跟著改變，是一個快速補償（前饋）系統(tǒng)。但當(dāng)系統(tǒng)處于靜態(tài)時，前饋補償裝置f（x）的輸出應(yīng)為零，以使?fàn)t膛壓力保持為給定值。</p&g

87、t;<p>　　3.1.2 爐膛壓力的測量</p><p>　　爐膛壓力的測量采用3個差壓變送器，3個差壓變送器的輸出分別送到3個小值選擇器，3個小值選擇器的輸出再送到大值選擇器，大值選擇器的輸出為3個差壓變送器的輸出（測量）值的中間值。采用3個差壓變送器的目的是為了防止因變送器故障或信號管路阻塞而影響測量值的可靠性，從而影響爐膛余力控制的可靠性。</p><p>　　測量的

88、中間值與差壓變送器的輸出（測量）值進行比較，如果偏差超過一定范圍，則將發(fā)出報警信號。爐膛壓力大于+30Pa或小于-40Pa,通過“三態(tài)信號監(jiān)視器”發(fā)出報警信號。</p><p>　　3.1.3 爐膛壓力控制的主要功能</p><p>　　控制系統(tǒng)除完成正常的控制功能外, 還實現(xiàn)下列保護功能：</p><p><b>　　a 爐膛過壓保護</b>

89、</p><p>　　當(dāng)爐膛壓力超過最高值時應(yīng)進行報警, 機組進行負荷迫降,直到壓力返回到所需求的給定值，如果進行上述保護動作后，而壓力仍然增加超過最高值時, 則系統(tǒng)產(chǎn)生跳閘信號, 該信號應(yīng)為“ 三取二” 邏輯信號。</p><p><b>　　b 爐膛內(nèi)爆保護</b></p><p>　　爐膛內(nèi)爆是指因煙氣側(cè)壓力過低而導(dǎo)致設(shè)備損壞的現(xiàn)象，爐膛

90、外爆常常能引起大家的注意和防范，但是，爐膛內(nèi)爆很容易讓人忽視。爐膛內(nèi)爆的起因：1）調(diào)節(jié)鍋爐氣體流量的設(shè)備（包括空氣供給煙氣排除）誤動作，導(dǎo)致爐膛承受過大的引風(fēng)壓頭。2）因燃料輸入快速減少或MFT爐內(nèi)氣體溫度和壓力急劇下降。</p><p><b>　　防止?fàn)t膛內(nèi)爆的措施</b></p><p>　　設(shè)計安裝滅火保護裝置</p><p><

91、b>　　改善控制功能設(shè)計</b></p><p>　　c 鍋爐跳閘后的爐膛內(nèi)爆保護</p><p>　　控制系統(tǒng)接受來自聯(lián)鎖系統(tǒng)的鍋爐跳閘信號, 為的是將爐膛內(nèi)負壓偏差降到最小。在主燃料跳閘的事故情況下, 由于突然停止燃燒會造成爐膛內(nèi)煙氣量和煙氣溫度急劇下降, 顯然這是引起爐膛低壓峰值的主要原因。這個低壓峰值 </p><p>　　會引起爐膛內(nèi)爆,

92、 是很危險的。</p><p>　　爐膛壓力的計算非常近似于下式（3-1）所示:</p><p>　　PV=MRT （3- 1）</p><p><b>　　P—絕對壓力</b></p><p><b>　　V—爐膛容積</b></p&

93、gt;<p><b>　　M一爐膛煙氣質(zhì)量</b></p><p><b>　　R—煙氣常數(shù)</b></p><p><b>　　T一絕對溫度</b></p><p>　　由于容積是固定的, R是常數(shù), 故壓力P與MT成正比關(guān)系。因此, 在主燃料跳閘后因爐膛內(nèi)煙氣量減少和溫度降低將造成壓

94、力急劇下降?；谏鲜鲈? 控制系統(tǒng)設(shè)計了突跳回路。該回路能識別何時發(fā)生主燃料跳閘, 并在跳閘時起作用以減少由于鍋爐跳閘引起的負壓力偏差。</p><p>　　3.2 爐膛負壓控制的方案設(shè)計</p><p>　　3.2.1 爐膛負壓控制系統(tǒng)方框原理圖</p><p>　　爐膛壓力控制用調(diào)節(jié)兩臺引風(fēng)機的導(dǎo)葉開度，來滿足爐膛負壓略低于外界大氣壓的要求，機組正常運行時，鍋

95、爐爐膛負壓按傳統(tǒng)的前饋-反饋方案進行控制。其控制系統(tǒng)方框圖3.1為</p><p>　　圖3.1 爐膛負壓的控制系統(tǒng)控制方框圖</p><p>　?。?）被控變量 它是指被控對象需要維持在其理想值的工藝變量，本控制系統(tǒng)的被控變量為爐膛負壓。</p><p>　?。?）設(shè)定值 它是指被控變量要求達到的期望值，爐膛控制系統(tǒng)的設(shè)定值為-80～-100pa。</p

96、><p>　　（3）前饋信號 前饋控制器輸出到“前向通道”的信號（作用在控制系統(tǒng)的信號）稱為前饋信號。本控制系統(tǒng)的前饋輸入為送風(fēng)量。</p><p>　?。?）擾動變量 它是指任何導(dǎo)致被控變量偏離其設(shè)定值的輸入變量。</p><p>　　3.2.2控制對象的要求</p><p>　　引風(fēng)量與負壓關(guān)系為：</p><p>　

97、　G（S）= (3-2)</p><p>　　送風(fēng)量對負壓的干擾為：</p><p>　　G（S）= (3-3)</p><p>　　根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，確定動態(tài)前饋補償器為</p><p>　　G（s）= 0.13

98、 (3-4)</p><p><b>　　4 系統(tǒng)仿真實驗</b></p><p>　　4.1利用MATLAB建立仿真模型</p><p>　　SIMULINK于20世紀90年代初由Math Works公司開發(fā)，是MATLAB環(huán)境下對動態(tài)系統(tǒng)進行建模，仿真和分析的一個軟件包。從字面上看，“Simul ink”一詞有兩

99、層含義，“simu”表明它可用于系統(tǒng)仿真，“l(fā)ink”表明它能進行系統(tǒng)連接。在該軟件環(huán)境下，用戶可以在屏幕上調(diào)用現(xiàn)成的模塊，并將它們適當(dāng)連接起來以構(gòu)成系統(tǒng)的模型，即所謂的可視化建模。建模以后，以該模型為對象運行Simul ink中的仿真程序，可以對模型進行仿真，并可以隨時觀察仿真結(jié)果個干預(yù)仿真過程。Simul ink由于功能強大，使用簡單方便，已成為應(yīng)用最廣泛的動態(tài)系統(tǒng)仿真軟件。</p><p>　　Simul

100、ink是一個交互式動態(tài)系統(tǒng)建模，仿真和分析的圖形環(huán)境，是一個進行基于模型的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)開發(fā)環(huán)境。Simul ink可以針對控制系統(tǒng)，信號處理和通信系統(tǒng)等進行系統(tǒng)建模，仿真，分析等工作[13]。</p><p>　　在做仿真研究時，應(yīng)首先建立仿真模型方框圖。根據(jù)本文圖給出的爐膛負壓控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，可以在SIMULINK軟件環(huán)境下建立仿真模型方框圖。具體做法就是從SIMULINK庫中取出相應(yīng)的模塊放入模型界面

101、上，用線連接好，并設(shè)置對應(yīng)參數(shù)。再根據(jù)需要對控制對象和傳遞函數(shù)進行封裝。常規(guī)PID控制系統(tǒng)仿真模型和仿人智能控制與PID相結(jié)合的系統(tǒng)仿真模型如圖4.1</p><p>　　圖4.1 常規(guī)PID控制系統(tǒng)仿真模型和智能控制與PID相結(jié)合控制系統(tǒng)仿真模型</p><p>　　4.2 仿真結(jié)果對比圖</p><p>　　4.2.1 爐膛負壓控制系統(tǒng)無干擾時的仿真研究<

102、/p><p>　　結(jié)合上述爐膛負壓的參數(shù)，設(shè)定給定值R=-80，整個仿真時間設(shè)定為1000s，當(dāng)鍋爐正常運行時，此時，分別采用常規(guī)PID控制器，仿人智能與PID結(jié)合控制器得出的仿真曲線和對比曲線如下圖所示。</p><p>　　圖4.2 常規(guī)PID爐膛負壓控制系統(tǒng)仿真曲線</p><p>　　圖4.3 爐膛負壓仿人智能控制與PID相結(jié)合控制系統(tǒng)仿真曲線</p>

103、;<p>　　圖4.4 爐膛負壓的仿真曲線對比</p><p>　　4.2.2 爐膛負壓控制系統(tǒng)有干擾時的仿真研究</p><p>　　爐膛負壓的給定值為R=-80，整個仿真時間設(shè)定為,1000s，系統(tǒng)在500處施加幅值為2的干擾，其控制系統(tǒng)的仿真方框圖為4.5，其響應(yīng)曲線為4.6。</p><p>　　圖4.5 加擾動的爐膛控制系統(tǒng)仿真方框圖<

104、/p><p>　　圖4.6 加擾動的爐膛控制系統(tǒng)仿真對比曲線</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　戚曉耀。對循環(huán)硫化床鍋爐風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的探討. 西安理工大學(xué)碩士論文，2003年。</p><p>　　吳慶彬。循

105、環(huán)流化床的模糊控制。南京工業(yè)大學(xué)碩士論文，2004年。</p><p>　　3. 李政.循環(huán)流化床實時動態(tài)數(shù)學(xué)模型研究.動力工程，1999,19(2)，33-36</p><p>　　4. 王耀南.智能控制系統(tǒng).長沙:湖南大學(xué)出版社，1996</p><p>　　5. Post lethwaitd.B.Empirical Comparison of Methods

106、of Fuzzy Relational </p><p>　　Identification, IEE PROCEEDING. 1991，138(3) </p><p>　　6. Chi Chen.Analysis and Design of fuzzy Control System. Fuzzy Sets and </p><p>　　Systems.19

107、93,(57):125－140</p><p>　　7. 涂序彥.人工智能及其應(yīng)用.北京:電子工業(yè)出版社，1988</p><p>　　8. 徐軍。循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)化控制. 江南大學(xué)碩士論文，2006年</p><p>　　9. 李士勇．模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和智能控制理論．第一版．哈爾濱：哈爾濱</p><p>　　工大學(xué)出版社，1996

108、</p><p>　　10. 孫增圻等．智能控制理論與技術(shù)．第一版．北京：清華大學(xué)出版社，廣西科</p><p>　　學(xué)技術(shù)出版社，1997</p><p>　　11. 王俊普．智能控制．第一版．合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，1996</p><p>　　12. 胡壽松主編．自動控制原理．第三版．北京：國防工業(yè)出版社，1995</p&g

109、t;<p>　　13. 肖田元等.系統(tǒng)仿真導(dǎo)論.北京：清華大學(xué)出版社，2000</p><p>　　14. 蔡自興．智能控制．北京：國防工業(yè)出版社，1998</p><p>　　15. 熊光楞．控制系統(tǒng)數(shù)字仿真．北京：清華大學(xué)出版社， 1988</p><p>　　16. 李清泉．智能控制系統(tǒng)．Cw CIcIA’93．1 993：233．238<

110、/p><p>　　17. 文武. 循環(huán)流化床鍋爐床溫動態(tài)建模與仿真. 廈門大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，</p><p><b>　　2006年第1期。</b></p><p>　　劉彬. 專家模糊控制在鍋爐床溫控制中的應(yīng)用. 電氣傳動自動化，2005年第4</p><p><b>　　期.</b></

111、p><p>　　岑可法，倪明江，駱仲渙等.循環(huán)流化床鍋爐理論、設(shè)計與運行.北京:中國電</p><p>　　力出版社，1997。</p><p>　　邊立秀. 循環(huán)流化床鍋爐床溫控制建模與仿真. 華北電力大學(xué)學(xué)報，2003年</p><p><b>　　第1期。</b></p><p>　　21. H

112、．Inooka and T．Koitabashi．”Experimental studies of manual optimization in </p><p>　　control tasks”．IEEE Control System Magazine．V01．10 No．5．1990：20-23</p><p>　　22. W．S．Kim，Eten dick，S．R．Ell

113、is and L．W．Stark，．’’A comparison of position </p><p>　　and rate control for manipulation with consideration of manipulator system </p><p>　　dynamics”．IEEE J．Of robotics and automation．V01．3．1

114、987：426．436</p><p>　　23. Post lethwaitd.B.Emprioal Comparison of Methods of Fuzzy Relational </p><p>　　Identification, IEE PROCEEDING. 1991，138(3) 。</p><p>　　24. Chi Chen.

115、Analysis and Design of fuzzy Control System. Fuzzy Sets and </p><p>　　Systems.1993,(57):125－140。</p><p>　　25. H．Inooka and T．Koitabashi．”Experimental studies of manual optomization in </p