燃煤锅炉模糊pid控制算法.研究与应用

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1、学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是我在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果．据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果．对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明井表示谢意．作者签名：立；眨日期：学位论文使用授权声明词=S：p本人完全了解大庆石油学院有关保留、使用学位论文的规定．学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版；有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅；有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索；有权将学位论文的标题和摘要汇编出版．保密的学

2、位论文在解密后适用本规定．学位论文作者签名：硪现魄砷．A／J。导师始段吞1日期：2卯7、／--≥D

3、1锅炉燃烧自动控制的意义引言工业锅炉是我国目前应用面宽，数量多的耗用一次能源的重要设备m。每年消耗原煤二亿七千万吨。锅炉运行的好坏，对于节约能源，保护环境等有着重大的社会经济效益。我国中小型工业锅炉广泛使用链条炉排，锅炉实际运行效率远低于设计效率。这与工业锅炉上没有建立一套合理的实际可行的燃烧控制系统有很大关系。由于燃煤工业锅炉(特别是链条炉)有不同于燃气，燃油锅炉的特点，因此，在当前国外对燃气、燃油锅炉有较好的控制方法时，燃煤工业锅炉还存在着许多问题要解决，这要求人们认真地研究和探

4、索““”。现代控制技术的发展，微型计算机的普及，为更好地控制工业锅炉打下了良好的基础。2锅炉燃烧自动控制的任务锅炉的自动控制主要包括汽包水位控制，燃烧控制，过热蒸汽温度控制和附属控制(如除氧器的蒸汽压力和水位控制等)“⋯。要节约能源，保护环境，燃烧控制最为重要。燃烧自动控制的任务是：使燃烧燃料产生的热量适应用汽设备的用汽需要；使燃料量与送风量随时保持适当的配比，以保证烟气中含氧的最佳值，即最佳过乘空气系数，达到经济燃烧：应使引风量随时与送风量保持平衡，为此炉膛负压不变。根据锅炉燃烧过程的特点，燃烧自动控制是这样来实现的，即：通过调节给煤、送风和引风来保证蒸汽压力、烟气含量和炉膛负压

5、为一定值“Ⅲ1。因此，一般设计的工业锅炉燃烧自动控制系统包括三个子系统：(1)热负荷调节子系统——调节给煤量保证蒸汽压力为一恒值。(2)燃烧经济性子系统——改善炉膛燃烧工况，提高热效率。(3)炉膛微负压子系统——维护炉膛负压为额定值。燃烧控制系统所受到的主要扰动有：蒸汽负荷，送风，给煤扰动；煤种和煤质发生交化而引起扰动。评价一个燃烧控制系统性能优劣有一个重要标准是：当被控量由于扰动偏离给定值时，能否很快地恢复到给定值。3先进控制及其发展现状先进控制是对那些不同于常规单回路PID控制，并具有比常规PID控制更好控制引言效果的控制策略的统称，而非专指某种计算机控制算法，但至今对先进控制

6、还没有严格的、统一的定义4⋯。先进控制的任务是解决用传统的控制方法无法解决的问题，它的基础是获取对象的动态数学模型，它的优势是利用大量的实测信息，采用合理的控制目标和控制机构，更好地适应工业生产的需要“““。通过实施先进控制，可以大大提高工业生产过程操作和控制的稳定性，改善工业生产过程动态性能，减少关键变量的操作波动幅度，使其更接近于优化目标值，从而将工业生产过程推向更接近装置约束边界条件下运行，最终达到增强工业生产过程的稳定性和安全性，保证产品质量的均匀性，提高目标产品的收率，提高生产装置的处理能力，降低生产过程运行成本以及减少环境污染等目的。先进控制的主要特点(1)与传统的PI

7、D控制不同，先进控制是一种基于模型的控制策略，如模型预测控制，或者是基于知识的控制，如专家控制、神经网络控制和模糊控制等智能控制技术n5]【t6]a(2)先进控制通常用于处理复杂的多变量过程控制问题，如大时滞、多变量耦合、被控变量与控制变量存在着各种约束等。先进控制是建立在常规单回路控制之上的动态协调约束控制，可使控制系统适应实际工业生产过程动态特性和操作要求。(3)先进控制的实现需要足够的计算能力作为支持。由于先进控制受控制算法的复杂性和计算机硬件两方面因素的影响，早期的先进控制算法通常是在计算机控制系统的上位机上实施的。随着DCS功能的不断增强，更多的先进控制策略可以与基本控制

8、策略一起在DCS上实现。后一种方式可有效地增强先进控制的可靠性、可操作性和可维护性。先进控制的发展现状在过程控制界，从20世纪40年代开始直至今同，采用PID控制规律的单输入单输出反馈控制回路已成为过程控制的核心系统il“”J。其理论基础是经典控制理论，主要采用频域分析方法进行控制系统的分析设计和综合。从上世纪50年代开始，逐渐发展了串级、比值、前馈、均匀和Smith预估控制等复杂控制系统，这在很大程度上满足了单变量控制系统的一些特殊的控制要求。而对于具有强耦合性、不