【文章內(nèi)容簡介】 具有學(xué)習(xí)能力的控制系統(tǒng)叫做控制系統(tǒng)，屬于智能控制系統(tǒng)。神經(jīng)控制是有學(xué)習(xí)能力的，屬于學(xué)習(xí)控制，它是智能控制的一個(gè)分支。（3）模糊控制模糊控制主要依靠人的直覺，采用模糊數(shù)的思想與理論。在以往的控制領(lǐng)域當(dāng)中控制系統(tǒng)的精確與否將直接影響控制系統(tǒng)的優(yōu)劣。系統(tǒng)的動態(tài)信息如果越詳細(xì)那么控制越精確。但是，對于復(fù)雜的系統(tǒng)，因?yàn)樽兞刻?，通常情況下難以正確的描述系統(tǒng)的動態(tài)，于是工程師利用各種方法來簡化系統(tǒng)動態(tài)模型，達(dá)成控制的目的，但結(jié)果往往不令人5滿意。換句話說，傳統(tǒng)的控制理論，明確系統(tǒng)具有控制能力強(qiáng)，但過于復(fù)雜或難以準(zhǔn)確描述系統(tǒng)，它顯得無能為力。所以他們試圖控制模糊數(shù)學(xué)來處理這些問題?！澳：笔且磺惺挛锏母兄@取知識，思維，推理，決策的重要功能的實(shí)現(xiàn)?！蹦：北取懊鞔_的” 有更大的信息容量，意義更豐富，更與客觀世界線。但是也存在一下幾種缺點(diǎn)：①模糊控制的設(shè)計(jì)尚缺乏系統(tǒng)性，這是復(fù)雜系統(tǒng)的控制是無效的。很難建立一個(gè)模糊控制的理論體系，以解決模糊控制，機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性分析，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法，和其他的問題②如何獲得模糊規(guī)則及隸屬函數(shù)也就是對系統(tǒng)的設(shè)計(jì)辦法沒有具體的科學(xué)方法完全憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行；③該系統(tǒng)的信息簡單的模糊控制的精度將導(dǎo)致低質(zhì)量的動態(tài)變化。為了提高精度的量化水平必然增加，導(dǎo)致擴(kuò)大搜索范圍的規(guī)則，減少決策的速度，甚至實(shí)時(shí)控制；如何保證模糊控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和魯棒性問題還有待解決。（4）模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獨(dú)有的學(xué)習(xí)能力來修正偏差和偏差變化率的比例系數(shù)，從而達(dá)到優(yōu)化模糊控制器的效果，從而進(jìn)一步改進(jìn)實(shí)時(shí)控制的效果。兩者的有機(jī)結(jié)合適用于溫度控制過程中，具有動態(tài)響應(yīng)快，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的快速控制，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性與魯棒性。三層向前模糊 BP 網(wǎng)絡(luò)，可選的溫度采樣誤差值，和變化的積分誤差值作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，隱含義模糊控制理論給出確定的神經(jīng)元的數(shù)目。高斯函數(shù)作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)的激活功能忽視了從輸出神經(jīng)元的中心。（5）遺傳算法遺傳算法（Geic Algorithm）是一類借鑒生物界的進(jìn)化規(guī)律（適者生存，優(yōu)勝劣汰遺傳機(jī)制）演化而來的隨機(jī)化搜索方法。它是由美國的 教授 1975 年首先提出，其主要特點(diǎn)是直接對結(jié)構(gòu)對象進(jìn)行操作，不存在求導(dǎo)和函數(shù)連續(xù)性的限定；具有內(nèi)在的隱并行性和更好的全局尋優(yōu)能力；采用概率化的尋優(yōu)方法，能自動獲取和指導(dǎo)優(yōu)化的搜索空間，自適應(yīng)地調(diào)整搜索方向，不需要確定的規(guī)則。遺傳算法的這些性質(zhì)，已被人們廣泛地應(yīng)用于組合優(yōu)化、機(jī)器學(xué)習(xí)、信號處理、自適應(yīng)控制和人工生命等領(lǐng)域。它是現(xiàn)代有關(guān)智能計(jì)算中的關(guān)鍵技術(shù)。（6）模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法三者結(jié)合6將模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法三種控制系統(tǒng)結(jié)合起來能夠有效的將三種控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，有神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)估器辨識系統(tǒng)模型，并未控制器提供參考輸入，有最優(yōu)控制器對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理決策選定出最優(yōu)的控制量。達(dá)到溫度最佳控制目的。該系統(tǒng)能夠使溫度隨外界干擾條件變化，實(shí)時(shí)的調(diào)節(jié)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和控制規(guī)律。具有良好的抗干擾能力。 鍋爐減溫減壓系統(tǒng)存在的問題鍋爐減溫減壓系統(tǒng)的核心部件是減溫減壓閥，減溫減壓閥內(nèi)部的節(jié)流套筒起著節(jié)流、降壓、消聲等重要作用，由于長期處于高溫高壓環(huán)境中，此外加上高壓蒸汽的熱沖擊會產(chǎn)生共振，結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生破壞而失效。通常處理這種情況的辦法多是關(guān)閉系統(tǒng)，將新的節(jié)流套筒跟換上，但是這樣會產(chǎn)生材料的浪費(fèi)而且還會大大降低系統(tǒng)的工作效率。在鍋爐的減溫減壓系統(tǒng)中，對二次蒸汽的溫度控制任然采用 PID 控制方式。但是這種控制方法存在諸多不足之處，隨著對象及環(huán)境的變化，必須通過不斷改變 PID 參數(shù)才能獲得良好的控制效果，但會大大增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，同時(shí)調(diào)整 PID 的參數(shù)也十分的不方便。另外，PID 控制對于具有大延遲、大滯后的溫度控制系統(tǒng)容易產(chǎn)生震蕩。 本文的研究內(nèi)容及開展工作綜上所述，根據(jù)目前國內(nèi)外的發(fā)展形勢，深入開展減溫減壓系統(tǒng)理論研究工作勢在必行。本次課題從科研實(shí)際出發(fā)，結(jié)合目前減溫減壓閥研究的發(fā)展現(xiàn)狀和實(shí)際條件，依據(jù)自動控、制閥門設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和氣體動力學(xué)，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用分析減溫減壓閥原理開展下面的工作：根據(jù)用戶的參數(shù)要求：過熱蒸汽流量 Q=10t/h,過熱蒸汽溫度為 T1=450℃，壓力為P1=，二次蒸汽溫度 T2=200℃，壓力為 P2=，冷凝水壓力為Pb=。溫度為 Tb=100℃，設(shè)計(jì)出該蒸汽下減溫減壓閥的參數(shù)。 72 減溫減壓系統(tǒng)的工作原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 引言 現(xiàn)在全國大多數(shù)鍋爐行業(yè)、熱電企業(yè)都設(shè)置了不同的減溫減壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)由自動控制系統(tǒng)、蒸汽管道、減溫減壓閥、給水調(diào)節(jié)閥、安全保護(hù)裝置，蒸汽的參數(shù)由自動控制器或者手動操作來完成。減溫減壓系統(tǒng)的主要作用是將蒸汽的壓力和溫度降低到用戶所要求的參數(shù)。 減溫減壓系統(tǒng)的工作原理圖 過熱蒸汽減溫減壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖①壓力傳感器 ②入口溫度傳感器③ 減溫減壓閥④蒸汽管道 ⑤主安全閥⑥沖量安全閥⑦壓力表 ⑧雙金屬溫度計(jì) ⑨ 出口壓力傳感器 shi 出口溫度傳感器 如圖 ，減溫減壓系統(tǒng)是由減溫減壓閥、安全保護(hù)裝置、給水調(diào)節(jié)閥和控制系統(tǒng)組成，主要用于熱電廠及供熱系統(tǒng)中，保證管路和設(shè)備的安全，能夠節(jié)約能源，使系統(tǒng)高效的運(yùn)行，滿足生產(chǎn)工藝的要求，延長設(shè)備的使用壽命。減壓過程是通過節(jié)流套筒和帶孔閥芯的節(jié)流來實(shí)現(xiàn)的。安全保護(hù)裝置采用彈簧安8全閥來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)二次蒸汽壓力超過額定值時(shí)，安全保護(hù)裝置將超壓部分的蒸汽拍向大氣，從而保證二次蒸汽的壓力維持在允許值內(nèi)。自動控制系統(tǒng)用于控制蒸汽的壓力和溫度。使二次蒸汽的壓力溫度保持在預(yù)定的范圍內(nèi)。閥體為鑄件，堆焊硬質(zhì)合金閥座。進(jìn)出口為法蘭連接，直行程電動執(zhí)行器。蒸汽的減壓過程是由減壓閥來實(shí)現(xiàn)的，其減壓級數(shù)可以由新蒸汽壓力與后蒸汽壓力的差值來決定。減壓閥調(diào)節(jié)壓力的過程是由壓力變送器與 PID 調(diào)節(jié)模塊（PLC）共同完成，再由氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)操縱與減壓閥瓣相連的閥桿，從而可以使閥瓣在套筒做內(nèi)上下運(yùn)動，達(dá)到通過改變通道面積的大小來完成節(jié)流減壓的過程。減壓閥采用套筒結(jié)構(gòu)減壓，增大了流量可調(diào)比，減少了閥門泄漏量；在閥內(nèi)設(shè)有窗口，通過改變窗口的截流面積，形成流量特性同時(shí)實(shí)現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)，平衡力小，允許壓差大，不易震蕩，允許壓差大，穩(wěn)定性好，且具有有降低噪音作用。減溫過程也是在閥體內(nèi)完成的，冷凝水從閥體流入圓柱形多空機(jī)械霧化噴嘴后噴出，再由高溫蒸汽通過節(jié)流后的高速氣流將冷凝水充分氣化，在過熱蒸汽中冷凝水經(jīng)過吸熱升溫氣化然后與蒸汽混合來吸收熱量，從而達(dá)到降低蒸汽溫度的目的。 減溫減壓系統(tǒng)的組成部分 減溫減壓閥如圖 ，減壓閥是一種控制閥門的開啟和關(guān)閉的身體部位來改變介質(zhì)流動的使用，減少介質(zhì)壓力時(shí)，閥開啟壓力可在開啟和關(guān)閉的部分起調(diào)控作用，從而維持在一定范圍內(nèi)的閥的壓力，與冷卻水注射到體內(nèi)或閥體，降低介質(zhì)的溫度，稱為減溫閥閥。該閥的特點(diǎn)，在改變?nèi)肟趬毫Φ那闆r下，出口壓力和溫度保持在一定的范圍內(nèi)。閥氣動控制閥是一種必要的附件，其主要作用是源氣體壓力和壓力穩(wěn)定在一個(gè)恒定值，以調(diào)節(jié)閥獲得空調(diào)控制穩(wěn)定的電源。本類閥門在管道應(yīng)用中一般采用水平安裝的方式，當(dāng)冷凝溫度降低從中間進(jìn)入內(nèi)部過熱蒸汽冷凝水閥芯的環(huán)境中吸收熱量，氣化介質(zhì)，溫度降低。凝結(jié)水流量的大小決定了流通領(lǐng)域孔在閥桿。有電動執(zhí)行器驅(qū)動桿，指示不凝氣流量，你需要移動閥桿時(shí)，二次蒸汽溫度過高，冷凝水在閥桿孔流量增長，更多的流量凝析油流入閥內(nèi)芯和過熱蒸汽；如果二次蒸汽的溫度非常低時(shí)說明冷凝水的流量過大，此時(shí)電動執(zhí)行器帶動閥桿向下移動，閥桿上流通冷凝水的小孔逐漸減少。在進(jìn)出口壓力不斷改變的情況下，能夠保證出口介質(zhì)的溫度與壓力維持在一定范圍。9圖 減溫減壓閥結(jié)構(gòu)簡圖本裝置由控制系統(tǒng)、減壓系統(tǒng)、噴水減溫系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)組成。其特點(diǎn)如下：控制系統(tǒng)：采用進(jìn)口高精度多功能數(shù)字控制器具有強(qiáng)大的組件的主控制器，人機(jī)界面友好，快速和準(zhǔn)確的 PID 控制回路，智能化無人值守，可以靈活地調(diào)整參數(shù)設(shè)置，擴(kuò)展可根據(jù)用戶的要求。減壓裝置：通過節(jié)流閥和節(jié)流孔板實(shí)現(xiàn)過程蒸汽的壓力，它的發(fā)展從新蒸汽壓力蒸汽壓力之間的壓力差來決定。壓力調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的大型電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)來完成，運(yùn)行平穩(wěn)，使用壽命長，根據(jù)二次蒸汽的設(shè)置要求，無論怎樣的蒸汽壓力波動可以保持二次氣體壓力穩(wěn)定。減溫裝置：利用航空動力學(xué)技術(shù)設(shè)計(jì)的減溫水霧化裝置，利用流體自身的動力來降低設(shè)備損耗，冷凝水即被粉碎成霧狀水珠與蒸汽混和快速蒸發(fā)，從而達(dá)到降低蒸汽溫度的作用。將冷凝水霧化（霧化的微粒直徑≤500um ）能夠效避免汽蝕，可調(diào)比高。 給水調(diào)節(jié)閥 如圖 所示，鍋爐給水調(diào)節(jié)閥，減溫減壓系統(tǒng)是一個(gè)非常重要的組成部分。10給水調(diào)節(jié)閥在支管的法蘭連接的兩端。流量調(diào)節(jié)閥，針形閥，通過改變閥門的閥座和閥桿之間的環(huán)形區(qū)域的大小是上下移動相對于閥座實(shí)現(xiàn)。嵌入閥體，密封面鉻鎳鐵基。閥門執(zhí)行器驅(qū)動的。重新設(shè)計(jì)的，或在選擇水閥，最重要的參數(shù)是流量特性。圖 給水調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu) 給水調(diào)節(jié)閥的理想流量特性，也成固有流量特性，在安裝給水調(diào)節(jié)閥時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1 .閥門必須垂直安裝在水平的管道上，并且閥桿向上。2. 必須按箭頭所指介質(zhì)流向進(jìn)行安裝。3. 當(dāng)沖洗管道，采取適當(dāng)措施，防止閥瓣與閥座卡住因贓物，降低使用壽命。應(yīng)該注意的是當(dāng)存儲該閥應(yīng)存放在干燥的室內(nèi)，路的兩端必須堵。允許堆放存儲?？刂崎y的長期儲存，應(yīng)定期檢查，清除污垢，零件的表面，每次鍛煉的處理應(yīng)涂防銹油，以防生銹。閥門應(yīng)該安裝在水平管道必須垂直安裝。莖上升。必須按箭頭圖標(biāo)以安裝媒體流。給水調(diào)節(jié)閥的理想流量特性，也成固有流量特性，是假定閥前閥后壓差不變，介質(zhì)流過閥門的相對流量與相對位移間的關(guān)系，數(shù)學(xué)表達(dá)式： =f（ ）max hH式中： 相對流量，在某個(gè)開度時(shí)的即時(shí)流量 Q 與全開流量 Qmax 的比值；max11 相對位移，在某一開度時(shí)的閥芯位移 h 與全開位移 H 的比值；hH 實(shí)際在管路中的給水調(diào)節(jié)閥，由于多種因素的影響，閥前閥后的壓差很容易發(fā)生變化，此時(shí)介質(zhì)流過閥門的相對流量與相對位移的關(guān)系，稱為工作流量特性。給劉調(diào)節(jié)閥一般有直線、對數(shù)、拋物線、和快開四中流量特性。直線特性指的是一種線性特征相對于水的流量調(diào)節(jié)閥的開度和相對的線性關(guān)系，即，通過改變單元引起的流量變化的行程的常數(shù)，用數(shù)學(xué)表達(dá)書： KHhdQ?max其中 K 為常數(shù)，即為給水調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)。將上式積分的： CQ??ax 式中 C 為積分常數(shù)，帶入邊界條件 h=0 時(shí)，Q=Qmin，h=H 時(shí) Q=Qmax，從積分式中解出常數(shù)項(xiàng)為：C= =minR1最后得 K=1C=1 所以： = [1+(R1) ]R1axQHh上式表明， 與 之間呈直線關(guān)系，在直角坐標(biāo)系中將得到一條直線。maxHh（2）對數(shù)特性的特征是指單位行程的變化的變化的相對流動的相對流量的比例造成多少，所以水調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)是變化的，隨流量的增大而增大。用數(shù)學(xué)表達(dá)式為：=KHQhdmax經(jīng)過積分，同直線特性的推導(dǎo)過程一樣，將上式帶入邊界條件，是常數(shù)項(xiàng)最后得到： )1h(max??HRQ12從上式看出，相對流量與相對流量呈對數(shù)關(guān)系，故稱作對數(shù)特性。（3）拋物線流量特性的特征是單位相對位移的變化引起的相對流量變化值與該點(diǎn)處相對應(yīng)的流量值的平方根成正比，其數(shù)學(xué)表達(dá)式:=K( )HQhdmax21積分后得： = [1+(R 1) ]axR12h21快開特性的閥芯為平板形狀，它的有效位移為一般閥座直徑的四分之一，當(dāng)位移繼續(xù)增長時(shí)，閥的流通面積不在發(fā)生改變，不能進(jìn)行調(diào)節(jié)?？扉_特性調(diào)節(jié)閥適用于切斷閥或者是雙位調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 安全閥安全閥也被稱為溢流閥。安全閥是一種保護(hù)它的開放和外力閉件安全閥處于常閉狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備或管道中的壓力增加，自動將超過預(yù)定值，通過體制外排放介質(zhì)達(dá)到防止管道或設(shè)備中的壓力超過安全值。安全閥屬于自動閥類，主要用于。對鍋爐，壓力容器和管道上，控制壓力不超過價(jià)值的人身和設(shè)備安全運(yùn)行起著重要的保護(hù)作用。安全閥是家庭的一個(gè)特殊分支閥門，其特殊性是因?yàn)椴幌衿渌y門只是作為一個(gè)開關(guān)，更重要的是起到安全保護(hù)裝置。隨著中國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，工程與壓力控制裝置越來越多。給出了泄壓裝置的需要，安全的工藝設(shè)備的保護(hù)起著至關(guān)重要的作用。鍋爐安全閥是一個(gè)重要的安全附件的壓力容器等設(shè)備的壓力下。閥（也稱為泄壓閥自動打開和關(guān)閉）是基于壓力系統(tǒng)的工作壓力（溫度），通常被安裝在設(shè)備管道安全保護(hù)系統(tǒng)或一個(gè)封閉的系統(tǒng)。當(dāng)設(shè)備或管道中的壓力或溫度超過設(shè)定的泄壓閥自動打開或冷卻的救濟(jì)，以確保設(shè)備和管道中的壓力（溫度）低于設(shè)定壓力（溫度），保護(hù)設(shè)備和管道，防止事故和減少損失。安全閥主要被廣泛應(yīng)用于：蒸汽鍋爐、液化石油氣汽車槽車或者石油火車罐車、采油井、蒸汽發(fā)電設(shè)備的高壓旁路、壓力管道、壓力容器等。安全閥一般按結(jié)構(gòu)形式分為彈簧式安全閥和脈沖式安全閥，其中彈簧式安全閥再生產(chǎn)應(yīng)用中最為普遍；按照連接方式的不同分為螺紋安全閥和法蘭安全閥。安全閥口徑通常都比較小，常用的都在 DN15mmDN80mm 之間，超過 150mm 一般都稱為大口徑安全閥。13安全閥的結(jié)構(gòu)主要有兩類：彈簧式安全閥與杠桿式安全閥。彈簧密封閥和彈簧力的閥座。杠桿依靠杠桿和重量的力。隨著大容量的需要，也是一個(gè)脈沖閥，也稱為先導(dǎo)式安全閥，主閥和輔閥。壓力超過壓力管道中的價(jià)值的時(shí)候，第一輔助閥打開，介質(zhì)沿導(dǎo)管進(jìn)入主閥和主閥打開，介質(zhì)壓力的增加，減少。安全閥的排放量與閥座的口徑與閥瓣的開啟高度有關(guān)，通常分為微啟式與全啟式兩種：微啟式閥瓣的開啟高度是閥座內(nèi)徑的（1/15 ）～（1/20 ），全啟式閥瓣開啟高度約是閥座