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模糊PID在锅炉汽包水位控制的应用研究 模糊PID在锅炉汽包水位控制的应用研究

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《模糊PID在锅炉汽包水位控制的应用研究》修改意见稿

1、“..... , , , , ......”

2、“.....水位是个很重要的参数。若水位过高,则会影响汽水分离的效果,使用 电气设备发生故障而水位过低,则会破坏汽水循环,严重时导致锅炉爆炸。同时高性能的锅 炉产生的蒸汽流量很大,而汽包的体积相对来说较小,所以锅炉水位控制显得非常重要。锅炉 水位自动控制的任务,就是控制给水流量,使其与蒸发量保持平衡,维持汽包内水位在允许的 范围内变化。 目前我国有各类锅炉几十万台,其中相当大的部分还在使用常规仪表控制。由于锅炉 水位存在定的反向特性即假水位现象,而常规仪表所常用的算法对假水位 现象的控制效果并不理想,若要较好的控制假水位现象,采用常规仪表所构成的控制 器,其结构复杂性又会增加,造成成本较高。因此研究新型的水位控制系统,使其能进 步提高水位控制的效果,同时又具有结构简单容易实现的特点,还是非常必要的现控制,而且能模拟人的思维方式对些无法构造数学模型的被控对象进行有效的控制......”

3、“.....这样就 不能设计常规的控制器进行控制。广东石油化工学院本科毕业设计论文模糊在锅炉汽包水位控制的应用研究 第二章工业锅炉的理论基础 工业锅炉的控制要求与工艺流程 锅炉的建模与控制问题直是人们关注的焦点,锅炉的复杂特性使得采用常规方法难 以获得良好效果,近年来锅炉的建模和控制融入了智能化的手段。自从年加利福尼亚 大学的查德教授创建模糊集理论和年英国的成功地将模糊控制应用于 锅炉和蒸汽机控制以来,模糊控制得到广泛发展并在现实中得以成功应用。 模糊控制在年代才引入中国,研究起步较晚,但发展较快,目前在模糊控制模糊 辨识模糊聚类模糊模式识别等领域取得很大成就。我国是最早把模糊理论引入气象预 报地震预测和高炉冶炼控制方面的国家。在自适应模糊控制器方面,我国的许多学者 研究提出了采用模糊逻辑的非常规的控制器,研究表明自适应自调整以及模糊不 仅可以解决简单线性问题......”

4、“..... 最近几年对于经典模糊控制系统稳态性能的改善模糊集成控制模糊自适应控制与多变 量模糊控制的研究,特别是针对复杂系统的自学习与参数自调整模糊系统方面的研究受到 学者的关注。 汽包水位过高会导致蒸汽带水进入过热器并在过热管内结垢,影响传热效率,严重的 引起过热器爆管水位过低又将破坏部分水冷壁的水循环,引起水冷壁局部过热而爆管。 汽包水位的动态特性主要有非线性不确定性时滞和负荷干扰非最小相位特征等。 对锅炉汽包水位控制方法大多采用传统的控制方式,由于传统控制系统的参数是 固定不变,在稳定的工况下般可以投入自动,但在系统运行动态大幅度变化的情况下, 系统不能适应,造成系统的不稳定甚至失控。在实际运行中常常需要手工操作。 自适应模糊控制就是运用模糊的基本理论和方法,把规则的条件操作用模糊表来表 示,并把这些模糊控制规则以及有关信息作为知识存入知识库中,然后根据控制系统的实 际响应情况运用模糊推理即可自动调整最佳参数。本文设计了汽包水位三冲量串级控制 系统和三冲量自适应模糊控制系统......”

5、“.....根 据锅炉控制现状及本人的仿真结果,提出三维自整定规则。仿真结果表明三冲量自适应 模糊控制系统提高系统抗干扰能力及鲁棒性,改善控制效果。 锅炉是种承受定工作压力的能量转换设备。其作用就是有效地把燃料中的化学能 转换为热能,或再通过相应设备将热能转化为其它生产和生活所需的能量形式,长期以来 在生产和居民生活中都起很重要的作用。 根据锅炉的作用不同,可分为电站锅炉,工业锅炉,生活锅炉等。其中电站锅炉主要第二章工业锅炉的理论基础 用于发电,工业锅炉主要用于工农业生产,而生活锅炉主要用于供热取暖。随着工业生产 规模不断扩大,生产过程不断强化,生活设备不断革新,锅炉向大容量高参数高效率 方向发展。为确保生产生活安全,对锅炉设备的自动控制就显得十分重要。 锅炉系统的主要包括燃烧系统送引风系统汽水系统及辅助系统等......”

6、“..... 维持汽包水位在给定范围内是保证锅炉和汽轮机安全运行的必要条件,也是锅炉正常 运行的主要指标之。水位过高,会影响汽包内汽水分离效果,使汽包出口的饱和蒸汽带 水增多,蒸汽带水会使汽轮机产生水冲击,引起轴封破损叶片断裂等事故。同时会使饱 和蒸汽中含盐量增高,降低过热蒸汽品质,增加在过热器管壁和汽轮机叶片上的结垢。水 位过低,则可能破坏自然循环锅炉汽水循环系统中些薄弱环节,以致局部水冷管壁被烧 坏,严重时会造成爆炸事故。这些后果都是十分严重的。随着锅炉容量的增加,水位变化 速度愈来愈快,人工操作愈来愈繁重,因此对汽包水位实现自动调节提出了迫切的要求。广东石油化工学院本科毕业设计论文模糊在锅炉汽包水位控制的应用研究 锅炉汽水系统结构如图所示。汽包及蒸发管中贮藏的蒸汽和水......”

7、“.....汽包的流入量是给水量,流出量是蒸汽量,当给水量等于蒸汽量时, 汽包水位就恒定不变。给水量 给水调节 省煤器 气包 水冷壁 燃料量 耗气量 过热器 图锅炉汽水系统结构图 锅炉设备控制系统 锅炉生产控制系统,是指锅炉生产过程的自动化系统。即通过各种检测仪表,调节仪 表,控制装置运算器,监控器,执行器等自动化技术工具,对锅炉生产过程中的温度, 压力,流量,液位等热工变量进行自动控制的系统。自动控制的目的是实现各种最优的技 术经济指标,减轻劳动强度,提高经济效益和生产率,节约能源,改善劳动环境条件。 锅炉设备控制划分为若干个控制系统。主要控制系统如下。 锅炉汽包水位的控制 被控变量是汽包水位,操纵变量是给水流量。他主要考虑汽包内部的物料平衡,使给 水量适应锅炉的蒸汽量,维持汽包水位在工艺允许范围内。维持汽包水位在给定范围内是 保证锅炉气轮机安全运行的必要条件之,是锅炉正常运行的指标......”

8、“.....以保证最经济燃烧,提高锅炉的燃烧效率使 引风量与送风量相适应,以保持炉膛负压在定范围内。为达到上述三个控制目的,控制 手段也有三个,即燃料量送风量和引风量。 过热蒸汽系统的控制 维持过热器出口温度在允许范围内,并保证管壁温度不超过允许的工作温度。被控变 量般是过热器出口温度,操纵变量是减温器的喷水量。第二章工业锅炉的理论基础 锅炉水位控制系统在锅炉生产控制系统中的重要性 锅炉是种受压又直接受火的特种设备,是工业生产中的常用设备。对锅炉生产如果 操作不合理,管理不善,处理不当,往往会引起事故,轻则停炉影响生产,重则造成爆炸, 造身伤亡,损坏厂房设备,后果十分严重。因此,锅炉的安全问题是项非常重要 的问题,必须引起高度重视。 工业锅炉中最常见的事故有锅内缺水,锅炉超压,锅内满水,汽水共腾,炉管爆破, 炉膛爆破,二次燃烧,锅炉灭火等。其中以锅炉缺水事故比例最高。这些事故中的大部分 是由于锅炉水位控制不当引起的......”

9、“..... 摘要 锅炉是典型的复杂热工系统,目前,中国各种类型的锅炉有几十万台,由于设备分 散管理不善或技术原因,使多数锅炉难以处于良好的工况,增加了锅炉的燃料消耗, 降低了效率。锅炉的建模与控制问题直是人们关注的焦点,而汽包水位是工业锅炉安 全稳定运行的重要指标,保证水位控制在给定范围内,对于提高蒸汽品质减少设备 损耗和运行损耗确保整个网络安全运行具有重要意义。汽包水位的控制是锅炉控制的 个难点,目前,对汽包水位的控制大多采用常规控制方式,传统的常规控制方 式是根据被控制对象的数学模型建立,由于锅炉水位系统存在非线性不确定性时滞 和负荷干扰非最小相位特征等,其精确的数学模型往往无法获得,而且常规控制 的参数是固定不变的,难以适应各种扰动及对象的变化,其控制效果往往难以满足要求, 控制效果不理想。 模糊控制是建立在人工经验基础之上的,它能将熟练操作员的实践经验加以总结和 描述,并用语言表达出来,得到定性的不精确的控制规则......”

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