型钢加热炉温度控制系统设计及仿真研究

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1、内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：型钢加热炉温度控制系统设计及仿真研究学生姓名：高红亮学号：200540503108专业：测控技术及仪器班级：测控05-1指导教师：闫俊红讲师54内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）加热炉温度控制系统设计及仿真研究摘要加热炉是一个典型的复杂的工业被控对象，它很显著地具有多变量，时变，非线性，强藕合，大惯性和纯滞后等特点，而且由于炉温分布难以测量，外界扰动因素多，很难对其进行准确建模和控制。并且，随着工艺要求的日益提高，以前的传统控制方法己经不能满足现在的社会需求。本设计将对加热炉控制的关键问题：燃烧控制、温度控制以及空燃比优化等进行研究，因

2、此，本设计主要涉及以下几点：1.采用炉温---燃烧串级控制方式实现温度的自动控制。2.在现有几种燃烧控制方法的基础上，提出了双边限幅控制。3.提出了变空燃比的控制。4.运用MATLAB软件对温度控制系统进行了较为全面的仿真和性能分析。关键词：加热炉；炉温---燃烧串级控制；双边限幅控制；仿真54内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）TheDesignandSimulationofFurnaceTemperatureControlSystemAbstractFurnaceisatypicalindustrialcomplexobject,Itisnotabletohaveamulti-vari

3、able,time-varying,nonlinear,strongcoupling,andtheinertialcharacteristicsofpuredelay,andbecausethetemperatureoffurnaceisdifficulttomeasure,externaldisturbancefactors,itisdifficulttoaccuratelymodelingandcontrol.And,Withtheincreasingrequirementsoftheprocess,thetraditionalcontrolmethodhasbeenunabletomee

4、tthecurrentneedsofthecommunity.thedesignrelatesmainlytothefollowingpoints:1.usingcombustiontemperaturecascadecontrolmethodoftemperaturecontrol.2.Severaloftheexistingcombustioncontrollingmethodsonthebasisofbilaterallimitingcontrolled.3.Changeoftheair-fuelratiocontrol.4.UsingMATLABsoftwareonthetempera

5、turecontrolsystemforamorecomprehensivesimulationandperformanceanalysis.Keywords:Furnace;Combustiontemperaturecascadecontrol;bilaterallimitingcontrol;MatlabSimulation54内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）目录摘要IIAbstractIII第一章绪论11.1概述11.2国内外现状11.3本设计的研究内容21.4小结3第二章加热炉工艺及难点分析4.21加热炉工艺流程42.2燃烧机理分析52.3加热炉工艺要求72.3.1炉膛温度72

6、.3.2燃烧过程82.3.3炉膛压力82.3.4送风管总压力92.4加热炉难点分析92.4.1被控对象特性92.4.2加热炉控制难点102.5小结11第三章加热炉控制系统123.1加热控制系统结构设计1254内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）3.2炉温---燃烧串级控制133.2.1串级控制特点133.2.2炉温---燃烧串级控制分析143.2.3主回路温度控制策略选择143.3常规模糊控制器结构分析153.3.1控制器基本结构153.3.2量化因子对控制器性能的影响173.3.3模糊推理183.4温度模糊控制器设计203.4.1控制器参数确定203.4.2控制器具体设计方法223.5小

7、结26第四章燃烧控制策略研究274.1燃烧副回路的控制目标274.2基于稳定空燃比的燃烧控制策略284.2.1单回路控制原理284.2.2串级比值控制原理284.2.3单边限幅控制原理304.2.4双边限幅控制原理324.3加热炉炉温控制系统仿真结果分析364.3.1单回路控制仿真结果分析374.3.2串级比值控制仿真结果分析394.3.3单边限幅控制仿真结果分析4054内蒙古科技大学毕业设计说明