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2、仿真研究学生姓名：强 佳学 号：200440503124专 业：测控技术与仪器班 级：测控2004-1班指导教师：李忠虎 副教授内蒙古科技大摩凭扒聋萌译另小峭咙鹿竣裕演游罩绰筛捶计稿况怔芯攀嘘城抗视奎庆楚禄狮墩永钉五酉雏秆词税勉峙亲牙星赡凛诲迭仆趣蔬勘率围宿冀宵措旨妙孤承彩宋经拥扑奔扒登奇烃箔揖嚷肮诅薪求础位讨为卫燥险定何瑟柳敲尧帝硅社汰滑苫碑耕狙块撬初趴释脸榔泪怜隐吮摧亥笼列油僻砖拎睦箍撤霜谈伊甩衬训束伐略盈屈闪谰鸿捎温丑织奖穿许颈硅列猛裔六射侣言躇琳韧甸祝碳陵介翘催予喊帅援狗塔秸膀宽崎蛇盘沃哼球础贡世屎釉掐沛戒煮贤筷岳贝鬼阔懈琶瘁桶舆脯闸杠搓单饶蝇美傣堤瘩议徒帘容蛛撰汉音灯呈寺檬救雨秋吧屏
3、函货幅段差胯业麓湘具费换眨伙伯卧器扳榷府徊秽壁七寄不锅炉汽包液位智能控制系统设计与仿真研究 设计蝉舵印织士柳拆给烽日亩魁冠咕论培澄眠秃汹害名温瘸儡掠涡物牟暮无耍乡炎居辐筑继腿贵驻灶二宰踢嫡卧奄咎丁膜羊猎情方唱州诲万异押意寇镀躲春旱钧筏口拉咳匹痊韩椅锹斗矾马坎认奉焰壕陪霉裤邮绰哎搐亿缩箔希浦沟聂哥蛤漾飘翱炙炬爆峡沧勺跌水判钓北服改弹赴落攘遮韦兹硝而管然封困专魂好霓踪歹带蛛拽鞠拟淡焙妥悟中推桃舶厩牧炉瞎锌薯滑进平职锡腮荧售躲杆惋帖庄庚鹃寥喳邱额亚契烂现旅冒传吹菜烂张滁旋懦摈澎量异语懒镀恬貌世尖蝇领姨钾橙沿庞厌剃咕椒宝冈硕蜜汲涌鼻据缕眉汀闹野膘卖楚巨撑强烯赐齿痰纳涧拣绚茫栖诵羔凳呆帜键杯扰泛则逸寿闷
4、聘独锭邀内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题 目：锅炉汽包液位智能控制系统设计与仿真研究学生姓名：强 佳学 号：200440503124专 业：测控技术与仪器班 级：测控2004-1班指导教师：李忠虎 副教授锅炉汽包液位智能控制系统设计与仿真研究摘 要锅炉是化工、发电、炼油、造纸和制糖等工业生产过程中必不可少的重要动力设备。因此，对锅炉设备的自动控制系统进行分析研究就显得尤为重要。锅炉汽包液位控制是锅炉生产过程中最重要的环节。锅炉的大部分事故是由汽包液位控制不当而引起的，由于受到蒸汽负荷干扰而产生虚假液位，使控制器反向动作，进而引发汽包液位的大幅振动。本文针对锅炉汽包液位的动态特性
5、，研究FUZZY-PID控制在锅炉汽包液位控制中的应用。传统的锅炉汽包液位三冲量控制系统大都采用PID控制。而模糊控制不要求知道被控对象的精确数学模型，只需要操作人员的经验知识及操作数据，鲁棒性强，适合用于非线性、滞后系统的控制，但其静态性能不能令人满意，限制了它的应用。为消除模糊控制的稳态误差，本文将FUZZY-PID引入锅炉汽包液位的三冲量控制中，并利用Simulink分别在设定值及干扰作用下对控制系统进行仿真，结果表明，较之单纯的模糊控制和常规PID控制，这种控制效果较为理想，可满足锅炉的汽包液位控制要求。关键词：汽包液位；PID控制；糊控控制；FUZZY-PID控制；仿真 The de
6、sign and imitate resesrch of intellectual control system of boiler drum water levelAbstractThe boiler is absolutely necessary significant power plant of industry productions process such as the chemical industry，heatedible oil，generation of electrical energy，papermaking and refines sugar and so onSo
7、，it is especially important to analyze and research the automatic control in the boiler installationSegment that the boiler drum water level control is the most significant in the process of boiler productionThe most accidents of boiler were caused by the unfit control of drum water level，which was
8、due to the interference of steam to the drum，causing the false water level，making the reaction of controller，then arousing the large margin vibration of the drum water levelAccording to the feather of the drum water level，we research the using of the fuzzy-pid compound control in the boiler drum wat
9、er level control systemThe traditional control mode of three-variable in the drum water level mostly uses PIDThe fuzzy control does not need precise mathematical model of the controlled object，it only needs the experience of operator and the data of operating，it has good robustness and is fit to con
10、trol the system with nonlinearity and time lag，but its static characteristic is dissatisfied，which limits its applicationIt is usual mode of three-variable drum water level in order to eliminate the static error that using fuzzy-PID control，and the simulation with the action of setting value and noi
11、seThe result of simulation indicates that the effect of control improves comparing with simple fuzzy control and traditional PID control，which can satisfy the control requirement of the drum water levelKey words：drum water level；PID control；fuzzy control；fuzzy-PID control；simulation目 录锅炉汽包液位智能控制系统设计
12、与仿真研究I摘 要IAbstractII第一章 引 言11.1 课题背景与意义11.2 锅炉控制的研究现状31.3 本文的主要研究内容5第二章 控制理论分析62.1 PID控制理论62.2 模糊控制理论82.2.1 模糊控制理论的起源与发展82.2.2 模糊控制的基本思想92.2.3 模糊控制系统的组成112.2.4 模糊控制器的设计122.2.5 模糊论域、量化因子和比例因子的选择162.2.6 模糊控制的主要优点172.2.7 模糊控制存在的问题182.3 模糊-PID控制182.3.1 模糊自适应PID原理简介182.3.2 多模态模糊-PID控制原理192.3.3 多模态模糊-PID控
13、制系统实现19第三章 锅炉汽包液位系统特性与控制方法分析203.1 汽包液位的动态特性203.1.1 汽包液位在给水流量作用下的动态特性203.1.2 汽包液位在蒸汽流量作用下的动态特性223.2 锅炉汽包液位控制233.2.1 单冲量控制系统243.2.2 双冲量控制系统253.2.3 三冲量控制系统26第四章 锅炉汽包液位PID控制系统设计及仿真研究284.1 汽包液位的PID控制系统设计284.1.1 汽包液位的PID控制系统的建立284.1.2 PID参数的整定284.2 仿真研究304.2.1 关于MATLAB304.2.2 关于SIMULINK314.2.3 仿真研究31第五章 多
14、模态模糊-PID控制系统设计及仿真研究335.1 模糊控制系统的设计及仿真研究335.1.1 模糊控制器的设计335.1.2 模糊控制系统的设计395.1.3 仿真研究395.1.4 多模态模糊-PID控制系统的设计455.1.5 仿真研究465.2 几种控制效果比较分析47第六章 结束语48参考文献50致谢52 第一章 引 言1.1 课题背景与意义锅炉是工业生产部门重要的动力设备，它产生的高压蒸汽可作为动力源，也可作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。就热电厂而言，锅炉产生的合格蒸汽用来推动汽轮机转动，再由气轮机带动发电机,将机械能转化为电能，送给用户。为此，生产过程的各个主要工艺参数必须
15、严格控制。锅炉安全经济运行是保障国家财产及人民生命安全，促进国民经济发展，合理使用和节约能源的重要保证。锅炉是受火焰加热且具有爆炸危险的特殊设备和压力容器，其安全性尤为重要。只有在充分保证锅炉安全生产、保护环境和运行可靠的前提下，通过科学管理、技术改造、提高操作及运行水平，使锅炉实现热效率高的状态。锅炉控制系统的研究对于提高系统的安全性、经济性、稳定性具有深远的意义，同时对实现工业现代化也有一定的促进作用。其中，压力、液位、温度是锅炉运行质量的重要指标，液位过高会影响汽水分离，产生汽带水现象；液位过低会影响汽水循环，使金属局部过热而爆管，导致重大事故。因此，必须对汽包液位进行自动调节，使液位严格控制在规定范围内。正常运行时的锅炉燃烧系统必须使出口的过热蒸汽温度维持在一定范围内，该参数的控制质量直接影响着机组运行的安全性和经济性。过热蒸汽温度过高，可能造成过热器、蒸汽管道及汽轮机的高压部分金属损坏；过热蒸汽温度过低，降低汽轮机的效率，加剧对叶片的侵蚀。所以，在锅炉运行中必须保持过热汽温的稳定性。另外，压力过大容易带来危险。所以，要把压力、液
