船用鍋爐液位控制系統(tǒng)的研究與仿真.pdf

1、船舶蒸汽鍋爐是船舶的重要組成部分。鍋爐的水位控制系統(tǒng)是非線性、時變的多變量系統(tǒng)，“虛假液位”現(xiàn)象的存在使鍋爐液位控制成為一個難題。工程上常用的鍋爐水位串級PID控制方式，受當(dāng)時技術(shù)發(fā)展所限，對鍋爐液位的控制不能達(dá)到最佳的效果。
　　在分析船用鍋爐運(yùn)行機(jī)理的基礎(chǔ)上，對船用鍋爐的水位模型進(jìn)行了精確的建模;根據(jù)理論分析及現(xiàn)場經(jīng)驗，從理論上對“虛假液位”變化特征進(jìn)行分析，提出串級PID控制方式設(shè)計上的不足:1.負(fù)荷較低情況下的蒸汽流量測量

2、不準(zhǔn)確問題;2.“虛假液位”問題。鍋爐的“虛假液位”現(xiàn)象，屬于鍋爐內(nèi)水的汽液兩相變化所固有的，無法消除，且不能通過常規(guī)手段測量。
　　基于“虛假液位”現(xiàn)象發(fā)生在汽包內(nèi)汽水失配的瞬態(tài)，本文應(yīng)用相關(guān)函數(shù)的理論，計算蒸汽流量與給水流量的相關(guān)性，從而給出“虛假液位”的定性預(yù)測。利用系統(tǒng)辨識的概念，設(shè)計了基于卡爾曼濾波理論的狀態(tài)觀測器，觀測出汽包液位中的“虛假”成分，從串級PID控制系統(tǒng)的反饋中除去，這樣設(shè)計的船用鍋爐液位控制系統(tǒng)在MATL