課程設(shè)計(jì)論文-基于模糊控制器的船用鍋爐燃燒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(已修改)
2025-01-25 19:24 本頁(yè)面
【正文】 課程設(shè)計(jì)（論文）摘 要模糊控制是一種以模糊集合論、模糊語(yǔ)言變量以及模糊邏輯推理為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的新型計(jì)算機(jī)控制方法。由于它不依賴于被控對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型，而是模擬人的思維方式來(lái)實(shí)施控制，因而對(duì)于船用鍋爐燃燒的控制就具有了傳統(tǒng)PID控制所無(wú)法比擬的自適應(yīng)能力。本文首先介紹船用鍋爐燃燒系統(tǒng)自動(dòng)控制的主要任務(wù)，并介紹了目前船用鍋爐燃燒控制系統(tǒng)研究的現(xiàn)狀及發(fā)展，以及模糊控制系統(tǒng)的發(fā)展及其在制工程中的應(yīng)用。然后根據(jù)船用鍋爐燃燒過(guò)程的工作原理，通過(guò)對(duì)蒸汽壓力的動(dòng)態(tài)特性的分析，得到了蒸汽壓力調(diào)節(jié)對(duì)象的模型，并通過(guò)一定的假設(shè)和簡(jiǎn)化，得到鍋爐蒸汽壓力近似數(shù)學(xué)模型。針對(duì)船用鍋爐這種具有非線性、參數(shù)不穩(wěn)定、難以建立精確數(shù)學(xué)模型的控制對(duì)象，采用傳統(tǒng)的PID控制，效果不佳。結(jié)合模糊控制理論和PID控制，本文提出用模糊自適應(yīng)PID控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)船用鍋爐主蒸汽壓力的控制，空燃比的協(xié)調(diào)控制采用變偏置雙交叉限幅燃燒控制方法。本論文應(yīng)用MATLAB／SIMULINK對(duì)模糊參數(shù)自適應(yīng)PID控制器的鍋爐蒸汽壓力控制系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真研究。并利用MATLAB／SIMULINK仿真工具對(duì)模糊自適應(yīng)PID控制器的性能作了初步研究。仿真結(jié)果表明，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)PID控制，具有超調(diào)量小、響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性好、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠達(dá)到預(yù)期的控制效果。關(guān)鍵詞：船用鍋爐；模糊控制：PID：模糊自適應(yīng)PIDABSTRACTFuzzy control is a new puter control method based on the fuzzy sets，fuzzy language and fuzzy logic reasoning．Because it doesn’t depend on the exactmath model of the controlled object，but imitate the thinking way of mall tOcontrol the object．So it has more self adapting capability than traditional PIDcontrol，when uSe in the bustion controI of marine boiler．First,the paper gives the main mission of automatic control of thebustion control system of marine boiler，and introduces the actuality anddevelopment of the bustion control system of marine boiler，along with thedevelopment of fuzzy control system and its application in the controlengineering．Then,the paper based on the working principle of the marine boilerbustion by analysing the dynamic property of boiler steam pressure，get theadjusted object model of boiler steam pressure．nle paper also have get theapproximate model through certain suppose and predigest．Aim at the controlledobjectboiler has nonlinear,parameters instability，and uneasy tO establishmathematic model property，it is not fit tO use the traditional PID contr01．Thepaper bines the fuzzy control and PID control to bring forward use fuzzy self adapting for PID to control the main steam pressure of boiler．And coordinated control of airfuel ratio USes bustion control systcm of variable offset dual cross limit amplitude．目 錄1 引言 12 PID控制原理 23 模糊控制基本原理 44 模糊PID控制基本原理 55 船用鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6 鍋爐燃燒控制系統(tǒng)概述 6 主蒸汽壓力模糊自適應(yīng)P I D控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 86 船用鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真研究 14 控制器Simulink仿真 14 控制器MATLAB編程 167 小結(jié) 17參考文獻(xiàn) 181 引言隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人類對(duì)能源的需求也在不斷地增加，能源短缺威脅著整個(gè)世界。我國(guó)人口眾多，對(duì)能源的需求量很大，但我國(guó)人均能耗低于世界平均水平，而單位產(chǎn)值的能耗卻為發(fā)達(dá)國(guó)家的二倍?？梢?jiàn)，節(jié)能問(wèn)題已經(jīng)成為一個(gè)亟待解決的影響國(guó)家發(fā)展的問(wèn)題。船用鍋爐是船舶動(dòng)力裝置的重要組成部分。在蒸汽動(dòng)力裝置的船舶上，蒸汽鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽用于驅(qū)動(dòng)主汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，以推動(dòng)船舶前進(jìn)，同時(shí)也為各種以蒸汽為動(dòng)力的輔機(jī)和其它需要以蒸汽為熱源的設(shè)備提供不同質(zhì)量的蒸汽。在柴油機(jī)動(dòng)力裝置的船舶上，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽主要用于加熱燃油、滑油、工作水、驅(qū)動(dòng)輔機(jī)及提供各種生活用汽。船用鍋爐在尺寸相對(duì)變化較小的情況下，其蒸發(fā)量越來(lái)越大。隨著對(duì)船舶續(xù)航力要求的提高，在保證快速性的前提下，對(duì)鍋爐燃燒系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性的要求越來(lái)越高，這就對(duì)鍋爐燃燒控制系統(tǒng)提出了更高的要求，在保證系統(tǒng)響應(yīng)性能的同時(shí)，還要兼顧系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性能。船用鍋爐燃燒系統(tǒng)是一個(gè)多輸入、多輸出、多回路、非線性的相互關(guān)聯(lián)的對(duì)象，調(diào)節(jié)參數(shù)與被調(diào)節(jié)參數(shù)之間存在
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