艦船鍋爐蒸汽動(dòng)力裝置多目標(biāo)控制問(wèn)題的研究.pdf

1、艦船行進(jìn)的高機(jī)動(dòng)性特點(diǎn)要求艦船鍋爐蒸汽動(dòng)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(dòng)力裝置中，渦輪增壓機(jī)組響應(yīng)相對(duì)較慢且存在嚴(yán)格的安全邊界，這就要求必須設(shè)計(jì)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(duì)象對(duì)其控制策略進(jìn)行了研究。
　　本文首先分析艦船增壓鍋爐蒸汽動(dòng)力裝置的運(yùn)行特點(diǎn)，重點(diǎn)分析了風(fēng)油比控制問(wèn)題和壓氣機(jī)喘振保護(hù)問(wèn)題。描述系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(dòng)態(tài)要求，為增壓鍋爐控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)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(jì)算、動(dòng)態(tài)仿真和控制器設(shè)計(jì)需要的所有參數(shù)及其動(dòng)態(tài)特征。建模在Matlab/Simulink環(huán)境下實(shí)現(xiàn)，采用模塊化結(jié)構(gòu)，易于擴(kuò)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(diǎn)，針對(duì)渦輪增壓系統(tǒng)中的風(fēng)油耦合特性和壓氣機(jī)的喘振問(wèn)題，設(shè)計(jì)了風(fēng)油比雙交叉限幅和壓氣機(jī)喘振的切換控

3、制方法，解決了艦船快速變負(fù)荷過(guò)程中由于風(fēng)油比失配導(dǎo)致的冒黑/白煙問(wèn)題和壓氣機(jī)喘振問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了壓氣機(jī)的緊貼喘振線運(yùn)行，最大限度地發(fā)揮了壓氣機(jī)的工作性能。之后為了提高風(fēng)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(fēng)量控制經(jīng)濟(jì)性方案的基礎(chǔ)上進(jìn)一步設(shè)計(jì)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(fēng)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(guò)建立的艦船鍋爐控制系統(tǒng)全工況的Matlab/Simulink數(shù)學(xué)模型