基于ARM的锅炉汽包水位控制系统的研究

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1、摘要捅婴锅炉控制是一个复杂的控制过程，为保证锅炉的运行安全以及提供合格的蒸汽适应负荷的需要，各个环节的工艺参数必须严格控制，建立较为精确的数学模型。而汽包水位是工业锅炉安全、稳定运行的重要指标。由于锅炉一般负荷变化大、启停频繁，依靠人工操作很难保证其稳定、安全地在经济工况下长期运行，因此，自动控制已成为锅炉安全高效运行的保证。锅炉的建模与控制问题一直是人们关注的焦点。但是对于锅炉这一非线性、时变、多变量耦合、死区、扰动大的复杂系统而言，这绝非一件易事。保证水位控制在给定范围内，对于减少设备损耗和运行损耗、提高蒸汽

2、品质、确保整个网络安全运行具有重要意义。目前大多数锅炉汽包水位的控制方式都采用常规PID控制，由于其控制参数是固定不变的，其控制效果往往难以满足要求。本文根据锅炉控制现状，提出了参数自整定遗传算法控制规则，设计了自适应遗传算法PID控制器对汽包水位进行控制，克服了传统控制方式的参数难以调整和控制效果不精确等缺点。从而可以实现锅炉汽包水位串级三冲量的实时控制。仿真结果表明本系统能够基本消除扰动对水位的影响，自适应能力更强，抗干扰能力和鲁棒性更好，保证水位的稳定。在控制器的设计上以微处理器ARM芯片$3C2410A为

3、核心设计了遗传算法自适应PID控制系统，使控制算法和整定算法在硬件上得以实现。应用Matlab对汽包水位控制系统进行仿真分析和验证。基于ARM的锅炉汽包水位遗传算法PID自适应控制系统可以满足较高的控制要求，是一种很有前途的控制方案。图[41】表【3】参[41】关键词：汽包水位；遗传算法；PID控制；ARM；Matlab分类号：TP273安徽理工大学硕士学位论文AbstractTheboilercontrolisacomplicatedcontrolprocess，toensuretheboilerrunning

4、safetyandtoprovidethequalifiedsteamtoadapttotheneedofload，eachlinkmuststrictlycontroltheprocessparametersandestablishcomparativelyaccuratemathematicalmodel．Mlileindustrialboilerdrumwaterlevelistheboilersafeandstableoperationoftheimportantindexes．Owingtotheboi

5、leroftenloadchangelarge，start-stopfrequent,relyonmanualoperationisverydifficulttoguaranteethestabilityandsafelyineconomicconditionslong-termoperation,Therefore，automaticcontrolhasbecomeaguaranteeofboilersafeefficientoperation．Theboilermodelingandcontrolquesti

6、onhasbeenthefocusofattention．Butforthenonlinearandtime—varying，multivariablecoupling，deadzone，disturbancelargeandcomplicatedsystemisconcerned；itisnotaneasytask．Ensurewaterlevelcontrolinagivenrange，toreduceequipmentlossandoperationloss，improvequality，ensuretha

7、tthewholesteamnetworksecurityoperationtohavetheimportantmeaning．MostcurrentboilerdrumwaterlevelcontrolmethodareadoptedtheconventionalPIDcontrol，becauseitscontrolparametersarefixed，thecontroleffectisoftendifficulttomeettherequirements．Accordingtotheboilercontr

8、olsituation,puttingforwardparameterself-settinggeneticalgorithmcontrolrules，designingtheadaptivegeneticalgorithmPIDcontrollerforthedrumwaterlevelcontrol，overcometraditionalcontrolmodeofpa