課程設(shè)計論文-基于模糊控制器的船用鍋爐燃燒系統(tǒng)的設(shè)計-資料下載頁
2025-01-13 19:24本頁面
【正文】 制能力比較強；基于ISE的性能著重于抑制過渡過程中的大偏差的出現(xiàn)；基于1ATE的性能指標則可使調(diào)節(jié)時間較短；基于ISTE的性能指標在控制大偏差的同時還可縮短調(diào)節(jié)時間。ISTE指標同其他性能指標相比，基于ISTE性能指標整定得至IJPID控制器參數(shù)往往能帶來更優(yōu)的閉環(huán)響應。特別是隨看被控對象純滯后時間T和時間常數(shù)T的比值即可控率￡的增加，更能顯示出ISTE指標的優(yōu)越性。基于ISTE性能指標整定PID控制器參數(shù)的公式由莊敏霞和D．P Athenon提出的，其整定公式為：其中，al、ba2 bab3的取值在不同范圍的可控率￡下如表5．5所示。表5．5 ISTE最優(yōu)整定法PID控制器參數(shù)的整定公式 6 船用鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的計算機仿真研究 控制器Simulink仿真由于計算機技術(shù)的高速發(fā)展，可以借助計算機完成獲得系統(tǒng)時間響應的任務，這就是數(shù)字仿真。數(shù)字仿真實質(zhì)上是根據(jù)被研究的真實系統(tǒng)的模型，利用計算機進行實驗研究的一種方法。本章所進行的仿真主要是計算機仿真。仿真的主要過程是：建立模型、仿真運行和分析研究結(jié)果。仿真運行就是借助一定的算法，獲得系統(tǒng)的有關(guān)信息，特別是系統(tǒng)輸入和輸出響應的變化情況。由于連續(xù)時間系統(tǒng)和離散系統(tǒng)的數(shù)學模型不同，仿真算法也不同：對于連續(xù)時間系統(tǒng)，有不同求解微分方程的數(shù)值計算方法[osq。 船用鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的計算機仿真研究在本論文所研究的是在負荷變化時的汽壓被控對象，由鍋爐燃燒過程理論模型分析可知，主蒸汽壓力控制對象可簡化為一階慣性加純滯后模型，其傳遞函數(shù)為：我們分別用常規(guī)PID和模糊自適應PID兩種控制算法，在系統(tǒng)參數(shù)變化和系統(tǒng)出現(xiàn)的隨機干擾的情況下，得出主蒸汽壓力設(shè)定值為定值的系統(tǒng)響應曲線，并對響應曲線進行比較，分析本文所提出的控制算法的性能特性。由第四章分析可知，基于ISTE最優(yōu)性能指標整定得到PID控制器參數(shù)往往能帶來更優(yōu)的閉環(huán)響應，因此采用基于ISTE最優(yōu)性能指標整定得出PID三個參數(shù)值。=194== 算法下，系統(tǒng)的響應曲線如圖。在鍋爐燃燒控制過程中，影響主蒸汽壓力的因素有很多，系統(tǒng)內(nèi)部和外．部的隨機擾動會隨時出現(xiàn)，設(shè)計控制系統(tǒng)時要將這一因素考慮進去，對系統(tǒng)出現(xiàn)的隨機干擾要能夠快速的消除。在仿真過程中，我們在t=lS0s時加入幅值為系統(tǒng)設(shè)定值10％的干擾，其系統(tǒng)響應曲線如圖圖(a) 為ISTE最優(yōu)整定PID控制算法的系統(tǒng)響應圖(b)幅值為系統(tǒng)設(shè)定值10％的干擾下系統(tǒng)的響應圖圖(c) 系統(tǒng)設(shè)定值15％的干擾下系統(tǒng)的響應圖圖(d)模糊自適應PID控制算法的系統(tǒng)響應圖 控制器MATLAB編程MATLAB Function在控制器仿真框圖的任務是完成模糊PID控制中的PID控制部分，包括將歸一化的參數(shù)轉(zhuǎn)換為實際PID參數(shù)及對偏差e的PID算法編程。程序流程如圖11所示：圖11 MATLAB Function程序流程圖7 小結(jié)本章簡要介紹了計算機仿真軟件MATLAB／SIMULINK。在此基礎(chǔ)上，運用計算機仿真軟件MATLAB／SIMULINK對主蒸汽壓力控制系統(tǒng)進行了計算機仿真，給出了仿真曲線，通過比較得出了結(jié)論。本文主要是將模糊控制理論運用于船用鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的研究。系統(tǒng)的介紹了船用鍋爐的燃燒控制系統(tǒng)，分析了其自動控制系統(tǒng)的特點，并依據(jù)燃燒控制的主要任務設(shè)計了燃燒控制方案，實現(xiàn)了燃燒控制系統(tǒng)動態(tài)過程中響應性和經(jīng)濟性的良好兼顧，主要得出了以下結(jié)論：船用鍋爐燃燒過程對象是一個多輸入、多輸出的復雜調(diào)節(jié)對象。在分析其機理的基礎(chǔ)上，得出了理論模型。在燃料量的擾動下得出了，主蒸汽壓力被控對象可以簡化為一階慣性加純滯后環(huán)節(jié)。模糊控制具有許多優(yōu)點，與傳統(tǒng)PID控制方法相比。模糊控制可解決常規(guī)控制策略無法處理的不確定性問題。模糊控制具有較好的適應對象參數(shù)變化的能力，不需要建立對象精確的數(shù)學模型等優(yōu)點。將模糊控制和PID控制相結(jié)合，取長補短，能夠得到良好的效果。主蒸汽壓力控制器采用了模糊自適應PID控制器，主蒸汽壓力控制器直接控制燃油流量調(diào)節(jié)滑閥，控制進入爐膛的燃油流量。鍋爐燃燒是一個復雜的調(diào)節(jié)對象，使用簡單的PID控制算法很難達到理想的控制效果，整個系統(tǒng)的適應性和魯棒性將下降。模糊自適應PID控制算法，通過一定的模糊推理來自行調(diào)整PID參數(shù)。此種方法易于實現(xiàn)參數(shù)的自整定，可使PID控制器的適應性提高，從而增強整個系統(tǒng)的魯棒性。本論文對于燃燒系統(tǒng)的理論建模所做的假設(shè)過多，對控制系統(tǒng)的設(shè)計僅起到了參考的作用。在對主蒸汽壓力仿真時沒有考慮過多的耦合因素，這在實際情況下是存在的。對于模糊自適應PID的控制算法需要進行更深一步的研究，結(jié)合遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡對其隸屬函數(shù)和量化因子進行優(yōu)化，以改善系統(tǒng)的性能。下一步可以結(jié)合仿真研究，嘗試將模糊自適應PID算法運用到實際過程中去。相信在不久的將來，隨著理論研究的不斷發(fā)展與完善以及與實際生產(chǎn)的不斷結(jié)合，模糊自適應PID控制算法將在工業(yè)控制中發(fā)揮其作用，展現(xiàn)出廣闊的應用前景。參考文獻[1] 陳義亮．船用鍋爐與汽輪機．大連：大連海事大學出版社，1995：145[2] 姚壽廣，肖民．船舶動力裝置．北京：國防工業(yè)出版社，2006：1．60[3] 陳來九．熱工過程自動調(diào)節(jié)原理和應用．北京：水利電力出版社，1986：2547[4] 李章．艦用增壓鍋爐裝置．北京：海潮出版社，2002：2649[5] 翁史烈．船舶動力裝置仿真技術(shù)．上海：上海交通大學出版社，1991：10—43[6] 徐善林．輪機自動化．北京：人民交通出版社，2001：2352[7] 李來春．船用主鍋爐燃燒控制系統(tǒng)研究．哈爾濱理工大學碩士學位論文，2001：110[8] 陶永華，尹怡欣，葛蘆生．新型PID控制理論及應用．北京：機械工業(yè)出版社，1998：95113[9] 章衛(wèi)國，楊向忠著．模糊控制理論與應用．西安：西北工業(yè)大學出版，1999：4060[10] 孫增析，張再興．智能控制理論與技術(shù)．北京：清華大學出版，1997：20．35[11] 倪維斗，許向東，李政．熱動力系統(tǒng)建模與控制的若干問題．北京：科學出版社，1996：536220
研究報告相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1