【正文】 em athematical model of the object. A duty in this thesis is to study a kind of appropriate control method to the temperature ofthe electric 39。鍋爐控制作為過程控制的一個(gè)典型，動(dòng)態(tài)特性具有大慣性大延遲的特點(diǎn)，而且伴有非線性。第三階段:高級階段?？臻g技術(shù)的發(fā)展迫切要求建立新的控制原理，以解決諸如把宇宙火箭和人造衛(wèi)星用最少燃料或最短時(shí)間準(zhǔn)確地發(fā)射到預(yù)定軌道一類的控制問題。不確定性不單指結(jié)構(gòu)上的不確定性，而且還指參數(shù)的不確定性。90年代后，智能控制的集成技術(shù)研究取得很大重大進(jìn)展，如模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊專家系統(tǒng)、傳統(tǒng)PID控制與智能控制的結(jié)合等。智能控制是一類無需人的干預(yù)就能夠針對控制對象的狀態(tài)自動(dòng)地調(diào)節(jié)控制規(guī)律以實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的控制策略?！板仭笔侵甘⒎艧峤橘|(zhì)(一般是水)的容器，而“爐”這里指加熱水的電熱轉(zhuǎn)換元件。其傳遞函數(shù)可由式(21)表示: (21)式(21)中 K對象的靜態(tài)增益T對象的時(shí)間常數(shù) 。首先，PID應(yīng)用范圍廣。 積分環(huán)節(jié)的引入主要用于消除靜差，即當(dāng)閉環(huán)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，則此控制輸出量和控制偏差量都將保持在某一個(gè)常值上。在計(jì)算機(jī)直接數(shù)字控制系統(tǒng)中，PID控制器是通過計(jì)算機(jī)PID控制算法程序?qū)崿F(xiàn)的。I是解決動(dòng)作響應(yīng)的速度快慢的，I大了，響應(yīng)速度慢，反之則快。 積分分離法的基本思想是:當(dāng)誤差大于某個(gè)規(guī)定的門限值時(shí)，刪去積分作用，從而使積分項(xiàng)不至于過大，只有當(dāng)誤差較小時(shí)，才引入積分作用，以消除穩(wěn)態(tài)誤差。 。 Simulink簡介和使用 Simulink簡介與開發(fā)環(huán)境Simulink是MATLAB最重要的組件之一，Math Works 公司在推出MATLAB的同時(shí)還推出了最新版本的Simulink。也可以右擊子模塊庫標(biāo)題，在彈出的快捷菜單中選擇“Open”命令，彈出子模塊庫獨(dú)立窗口。實(shí)際控制過程中，也是通過手動(dòng)調(diào)節(jié)這些參數(shù)以獲得好的控制性能。本課題研制的電鍋爐溫度控制系統(tǒng)達(dá)到了調(diào)節(jié)時(shí)間短、穩(wěn)態(tài)誤差小等預(yù)期要求。保密的論文（設(shè)計(jì)）在解密后適用本規(guī)定。對本論文（設(shè)計(jì)）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。具體結(jié)論如下:，建立被控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。2. CienHrones(CHR)參數(shù)整定 CienHrones參數(shù)整定對設(shè)定問題的關(guān)注主要有兩種情況，一種是帶有20%超調(diào)量的快速響應(yīng)，另一種是沒有超調(diào)量的快速響應(yīng)，對于本系統(tǒng)最關(guān)注的是沒有超調(diào)量的最快速響應(yīng)，(CHR)參數(shù)整定法則: 參數(shù)表Table The table of parameter控制器類型KpTiTdP∞0PI0PIDT得=122秒， ==61秒根據(jù) ChienHrones參數(shù)調(diào)整法則的PID三個(gè)參數(shù)為Kp==120／（122）== Kp／Ti=／120== KpTd=61=℃時(shí)，在該參數(shù)下得仿真曲線圖。2 Simunlink組成Simunlink 模塊庫中共包含16個(gè)子模塊庫，它們是Commonly Used Blocks （常用模塊庫）、Continuous （連續(xù)）系統(tǒng)模塊庫、Discontinuities（非連續(xù)）系統(tǒng)模塊庫、Discrete（離散）系統(tǒng)模塊庫、logic and Bit Operations (邏輯與位操作)模塊庫、Lookup Tables （查詢表）模塊庫、Math Operations（數(shù)學(xué)操作）模塊庫、Model Verification（模型驗(yàn)證）模塊庫、Modelwide Utilities、Portsamp。系統(tǒng)經(jīng)過幾年的試用之后，Moler博士等一批數(shù)學(xué)家與軟件專家組建了一個(gè)名為Mathworks的軟件開發(fā)公司，專門擴(kuò)展并改進(jìn)MATLAB，推出了該軟件的正式版本。系統(tǒng)仿真根據(jù)真實(shí)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型建立仿真模型，對系統(tǒng)環(huán)境加以模擬，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行分析、計(jì)算、研究獲得真實(shí)的定量關(guān)系。而且PID控制器是最多的，以為它可以解決大部分的問題按照被控對象的特性選擇控制器 采用標(biāo)準(zhǔn)PID位置式算法，在實(shí)現(xiàn)控制的過程中，只要系統(tǒng)的偏差沒有消除，積分作用就會(huì)繼續(xù)增加或減小，最后使控制量達(dá)到上限或者下限，系統(tǒng)進(jìn)入飽和范圍?，F(xiàn)在一般采用臨界比例法。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后（delay）組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化?！e分系數(shù)，——微分系數(shù)，: 比例環(huán)節(jié)的引入是為了及時(shí)成比例地反映控制系統(tǒng)的偏差信號(hào)e(t)，以最快的速度產(chǎn)生控制作用，使偏差向最小的方向變化。通過對電鍋爐的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)研究確定出可采用的研究方案，首選采的控制方案是PID控制，它是經(jīng)典控制理論中最典型的控制方法，對工業(yè)生產(chǎn)過程的線性定常系統(tǒng)，大多采用經(jīng)典控制方法，它結(jié)構(gòu)簡單，可靠性強(qiáng)，容易實(shí)現(xiàn)，并且可以消除穩(wěn)定誤差，在大多數(shù)情況下能夠滿足性能要求。參數(shù)辨識(shí)就是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和建立的模型來確定一組參數(shù)值，使得由模型計(jì)算得到的數(shù)值結(jié)果能最好的擬合測試數(shù)據(jù)（曲線擬合問題），從而可以為生產(chǎn)過程進(jìn)行預(yù)測，提供一定的理論指導(dǎo)。2 運(yùn)用MATLAB軟件的Simulink開發(fā)環(huán)境對上述這種方法進(jìn)行建模仿真，并對控制性能指標(biāo)進(jìn)行分析，確定出符合控制系統(tǒng)輸出響應(yīng)速度快、超調(diào)量小和穩(wěn)定誤差小的控制算法。充分利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的這些能力來解決眾多非線性、強(qiáng)耦合和不確定性系統(tǒng)的建模、辨識(shí)和控制問題是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的主要課題。它不需要精確的模型，但需要具備學(xué)習(xí)功能，并能接受上一級的模糊指令和符號(hào)語言。在最優(yōu)控制理論中，用于綜合最優(yōu)控制系統(tǒng)的主要方法有極大值原理和動(dòng)態(tài)規(guī)劃。現(xiàn)代控制理論比經(jīng)典控制理論所能處理的控制問題要廣泛得多，包括線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)，定常系統(tǒng)和時(shí)變系統(tǒng)，單變量系統(tǒng)和多變量系統(tǒng)。第二階段 :發(fā)展階段。本文主要研究電鍋爐溫度控制的方法。PID控制的重點(diǎn)是參數(shù)的調(diào)節(jié)，本文利用人工整定方法對參數(shù)進(jìn)行整定。本文以電鍋爐為研究對象，研究一種最佳的控制方案，以達(dá)到系統(tǒng)穩(wěn)定，調(diào)節(jié)時(shí)間短且超調(diào)量小的性能指標(biāo)。由于控制對象越來越復(fù)雜，在溫度控制方面，還存在著許多問題。它以經(jīng)典控制理論為主要控制方案，采用常規(guī)氣動(dòng)、液動(dòng)和電動(dòng)儀表，對生產(chǎn)過程中的溫度、流量、壓力和液位進(jìn)行控制。這兩種方法在精確數(shù)學(xué)模型的自動(dòng)控制系統(tǒng)中發(fā)揮了巨大的作用，并取得了令人滿意的控制效果。到60年代初，一套以狀態(tài)空間法、極大值原理、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、卡爾曼布什濾波為基礎(chǔ)的分析和設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的新的原理和方法已經(jīng)確立，這標(biāo)志著現(xiàn)代控制理論的形成。其主要優(yōu)點(diǎn)是層次結(jié)構(gòu)、控制方法和知識(shí)表達(dá)上的靈活性較強(qiáng)，既可以符號(hào)推理，又允許模糊描述演繹。神經(jīng)元的數(shù)學(xué)模型是由McClulcoh和Piet 兩位科學(xué)家在1934 年首先提出來的。在各種儀表高速發(fā)展的今天，控制裝置己經(jīng)不是主要問題，影響被控對象性能指標(biāo)的主要因素取決于控制器本身，控制器本身的智能化設(shè)計(jì)將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率。通過水位的判別，調(diào)節(jié)補(bǔ)水閥的起、停。這種方法主要存在以下幾個(gè)問題:① 在實(shí)際工程中達(dá)不到理想的控制效果，系統(tǒng)的穩(wěn)定性不好.② 由于系統(tǒng)只是采用簡單的開關(guān)量啟動(dòng)或關(guān)閉，使系統(tǒng)出現(xiàn)反復(fù)振蕩，且對電網(wǎng)產(chǎn)生很大沖擊，運(yùn)行成本很高。e(t)—— 控制器的輸入，給定值與被控對象輸出值的差，即偏差信號(hào)；e(t)——比例控制項(xiàng)，Kp為比例系數(shù)。 3. 微分環(huán)節(jié) 微分環(huán)節(jié)的引入是為了改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，它可以預(yù)測將來，能反映偏差信號(hào)的變化趨勢，并能在偏差信號(hào)值變太大之前，在系統(tǒng)引入一個(gè)有效的早期修正信號(hào)，從而加速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)速度，減小調(diào)節(jié)時(shí)間。PID控制器參數(shù)的工程整定法，主要有臨界比例法，反應(yīng)曲線和衰減。 在使用模擬控制器時(shí)，由于各行各業(yè)應(yīng)用對象的特性是不相同的，如對象很敏感，或被控流量常是脈動(dòng)狀態(tài)時(shí)，就不應(yīng)再用微分功能了，否則會(huì)使脈動(dòng)信號(hào)變化加劇。本文在分析電鍋爐溫度控制系統(tǒng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出用一階慣性滯后環(huán)節(jié)來描述溫控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。 MATLAB簡介 MATLAB是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。（1）在Command Window 輸入“Simunlink”命令。當(dāng)被控對象的傳遞函數(shù)可以近似為帶延遲的一階系統(tǒng): (43),方法 參數(shù)表Table The table of parameter控制器類型 p 0PI0PID用 法用ZieglerNichols法則調(diào)整PID控制器，給出下列公式： （44）由電鍋爐溫度控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)得:K=，T=120秒，=122秒。目前我國的溫度控制主要以傳統(tǒng)控制方式為主，精度不高，容易造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，易產(chǎn)生振蕩。 and optimal adaptive fuzzy control ofplex systems using fuzzy dynamic Sets and Systems,2003,133: 117，1999: 8137 ，2002,6: 39408 ，2000, (1): 62649 蔣智翔，業(yè)鍋爐先進(jìn)技術(shù)研討會(huì)會(huì)議論文集，2004:3 8038410 陶駿昌，:2 2622911 ，2002: 15012 Chuen Chien uzzy Logic in Control uzzy Logic ControllerPart.IEEE Trans,on Systems,Man and Cybenretics,1 990,2 0(2):4 0441813 王耀南，2001,22 (5) : 232514 ，1993: 82015 Zhang Bin, Wang Jingcheng, Zhang Ranmin. 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