基于arm平台的工业锅炉汽包水位控制装置研制

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1、学校代码：10289分类号：U671密级：公开学号：122030050江苏科技大学硕士学位论文基于ARM平台的工业锅炉汽包水位控制装置研制研究生姓名曹平导师姓名张永林申请学位类别工学硕士学位授予单位江苏科技大学学科专业控制理论与控制工程论文提交日期2014年12月31研究方向先进控制理论及应用论文答辩日期2015年3月20答辩委员会主席戴跃伟教授评阅人盲审盲审2015年3月20日分类号：U671密级：公开学号：122030050工学硕士学位论文基于ARM平台的工业锅炉汽包水位控制装置研制学生姓名曹平指导教师张永林江苏科技大学二O一五年三月AThesisSubmit

2、tedinFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringADevelopmentofIndustrialBoiler’sDrumWater-LevelControlEquipmentBasedonARMSubmittedbyCaoPingSupervisedbyZhangYonglinJiangsuUniversityofScienceandTechnologyMarch,2015江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成

3、果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日江苏科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：(1)保密□，在年解密后适用本

4、授权书。(2)不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日摘要当今世界，能源短缺和大气污染已经成为共同面临的两大难题。我国存在很多工业和民用中小型锅炉，其中大部分控制系统自动化程度低，存在燃烧不彻底、排烟氧气含量偏高、排烟热损失大等问题，直接造成了锅炉热效率低下和大量能量的浪费，同时也给环境带来很大的污染。随着先进控制理论和嵌入式处理器技术的发展，利用嵌入式处理器功耗低、体积小及专用性强等优点，实现先进控制理论在锅炉控制系统中的运用，提高其自动化水平具有良好的发展前景。本文在对工业锅炉自动调节系统进行深入分析的基础上，以锅炉汽包水位作为被控对象，把粒子群

5、优化算法和模糊控制与常规PID算法有效结合起来，设计了一种新型的智能控制器。其中粒子群算法可离线整定模糊PID控制器的参数，弥补了模糊控制和常规PID控制都存在的参数选择依赖经验和大量调试的缺陷。将此新型控制器运用到锅炉汽包水位三冲量控制系统中，并在MATLAB中对整个控制系统进行了仿真，仿真结果表明此新型智能控制器的控制效果优于常规PID控制器和模糊PID控制器。在嵌入式Linux平台上开发锅炉汽包水位控制器的硬件系统和软件系统。硬件系统基于32位低功耗ARM9微处理器S3C2440A，并根据汽包水位控制系统的具体要求设计了相关硬件电路。在汽包水位硬件控制系统基

6、础上进行了软件开发，实现了对锅炉现场信号的检测、处理与控制。锅炉汽包水位控制软件系统包括驱动程序和应用程序两部分，其中应用程序是利用Qt/Embedded软件开发的，开发了汽包水位系统的控制算法和图形用户界面。系统调试表明本文设计的基于ARM平台的工业锅炉控制装置完成了对锅炉汽包水位的控制，达到了预期的设计目标。关键词汽包水位；模糊PID控制；粒子群算法；ARM9；Linux；Qt/EmbeddedAbstractAbstractNowdays,airpollutionandenergyshortageshavebecomechallengesforeachcou

7、ntryintheworld.InChina,therearemanysmallandmediumsizedboilersinindustrialandcommercialenterprises.Duetothelow-levelautomation,theseboilershavemanyseriousproblems,suchasincompletecoalburning,higherexhaustedoxygenandagreaterheatloss.Theseproblemsresultinlowerheatefficiencyandagreatwaste

8、ofene