海水养殖水温三维传热模型与控制算法的研究

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1、万方数据公米县／J大．了UDC密级学位论文海水养殖水温三维传热模型与控制算法的研究作者姓名：张慧鑫指导教师：白秋果教授东北大学信息科学与工程学院申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：检测技术与自动化装置论文提交日期：2011年6月论文答辩日期：2011年6月学位授予日期：2011年7月答懒△捕：金伟教授评阅人：齐世清副教授罗小元副教授东北大学2011年6月万方数据AThesisinDetectionTechnologyandAutomaticDeviceIIIilIIIllIllIllllllltllllIllIllllJO1225713DHe

2、atingModelofWaterTemperatureandResearchingControlAlgorithminAquacultureByZhangHuixinSupervisor：ProfessorBaiQiuguoNortheasternUniversityJune2011万方数据独创性：声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢

3、意。学位论文作者签名：弦荔磊日期：2，／／．4．z7学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年口学位论文作者签名：必霭鑫签字日期：20／／．J．27导师签名：签字日期：商铲牡圳f．i一万方数据东北大学硕士学位论文摘要海水养殖水温三维传热模型与控制算法的研究摘要随着我国经济、技术的

4、发展，能源越来越紧缺，提高能源利用率对我国经济的持续发展具有重要意义。本文针对我国水产养殖急需应用自动化技术的现状，分析和研究了养殖池传热理论与控制算法，建立了水温控制系统，该系统能实现对水温的控制，同时对于节约能源、保护环境起到了积极的作用。本文首先用传热学的基本原理对养殖池水温加热系统的传热过程进行了全面分析和研究，对模型进行简化假设，分析了边界条件，并建立了传热数学模型，采用ANSYS仿真软件进行了模拟与仿真，并就养殖池内的温度场和速度场分布以及影响因素进行了分析。为人们从本质上认识该加热系统的基本规律以及换热管道的设计提供了必要的理论基础。通过

5、对国内外水产养殖环境监控研究现状的分析，结合水温控制原理与实现过程，并根据温度场的分析指导传感器的布置，提出了本课题的整体设计方案，确立了以温度为监控系统的主要监控对象。在控制算法的选择上由于被控对象具有大滞后、非线性的特点，无法建立精确的数学模型，利用常规控制方法难以达到满意的控制效果，而模糊控制作为智能控制领域的重要分支，特别适合处理模型不确定的系统，且具有设计简单、鲁棒性强的优点。因此本文结合智能控制模糊控制与PID控制的优点，采用模糊PID控制算法，克服了系统大惯性、时滞等的影响，并且利用MATLAB工具对控制算法进行辅助设计，利用SIMULI

6、NK工具完成了模糊控制器的计算机仿真建模，绘制出本控制器的阶跃响应曲线，取得了良好的控制效果。关键词：水产养殖；传热模型；ANSYS仿真；温度场；模糊PID控制．II．万方数据东北大学硕士学位论文Abstract3DHeatingModelofWaterResearchingofControlAlgoriAbstractTemperatureandanathminAquacultureThewholeworldisinlackofenergysourceswiththerapiddevelopmentofeconomicandtechnological

7、．ToimproveitsutilizationratiohasgreatimportancetoChina’Scontinuancedevelopmentineconomy．Aimingattheactualitythatautomationtechnologyisexactlyneedinaquaculturefactoryofourcountry,thispaperanalyzesandresearchestheheattransfertheoryandcontrolalgorithm．Thissystemnotonlycanrealizethe

8、controlontemperature，butalsoplayapositiverolein