毕业设计（论文）-锅炉汽温的非线性控制系统设计

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1、锅炉汽温的非线性控制系统设计本科毕业设计（论文）题　　目：锅炉汽温的非线性控制系统设计　　　　院　　系：　　专业年级：学生姓名：　学号：　指导教师：　　　锅炉汽温的非线性控制系统设计【摘要】电厂锅炉主汽温具有大延迟、大惯性、非线性等特点，传统的PID控制很难取得满意的控制品质，本文在线性PID的基础上，引入跟踪微分器及非线性模块，构造出一种新型的非线性PID控制器，进而提出了汽温非线性PID控制方案，对其进行仿真，并进行了抗干扰能力和鲁棒性测试。结果表明相比于线性PID，非线性PID具有更好地控制品质，并且具有较强的抗干扰能力和鲁棒性。关键词：非线性P

2、ID控制；锅炉主汽温；Matlab仿真锅炉汽温的非线性控制系统设计【Abstract】Consideringthemainsteamhavecharactersoflargedelay、largeinertia、nonlinearandsoon.TraditionalPIDcanhardlyachieveasatisfactorycontrolquality.Inthispaper,basedonlinearPID,Iintroducetrackingdifferentialdevicesandnonlinearmoduleandconstructan

3、ewtypeofnonlinearPIDcontrollerandthenputforwardthetemperaturecontrolprogramofnonlinearPID.AndthroughMatlabsimulation,itindicatesthatcomparedtothetraditionalPIDcontrolsystem,thenonlinearPIDcontrolsystemhasabettercontrolqualityandhasstronganti-interferenceabilityandrobustness.Keyw

4、ords:nonlinearPIDcontrol；mainsteamtemperature；Matlabsimulation锅炉汽温的非线性控制系统设计目录第一章引言-1-1.1选题的背景及意义-1-1.2国内外发展水平及面临的问题-1-1.3课题研究内容-2-第二章非线性PID控制器-4-2.1非线性理论-4-2.1.1非线性控制的经典方法及局限性-4-2.1.2非线性系统理论的最新发展及问题-5-2.2跟踪微分器（TD）-6-2.2.1跟踪微分器的数学表达式-7-2.2.2跟踪微分器的数学模型的搭建（simulink下的实现）-8-2.2.3跟踪微

5、分器的仿真实现与分析-10-2.3非线性组合-13-2.3.1几种典型的非线性组合-13-2.3.2非线性组合的数学模型实现-14-2.3.3非线性组合的simulink搭建及仿真实现-14-2.4非线性PID控制器-15-2.5、对非线性函数fal的影响及假设-17-2.5.1对非线性函数fal的影响-17-2.6对跟踪微分器的影响-20-第三章电厂主汽温控制系统方案-22-3.1火电厂主汽温常规控制方案-22-3.1.1串级调节系统-22-3.1.2仿真实例-23-3.2火电厂主汽温非线性PID控制方案-24-第四章主汽温非线性控制的仿真研究-26

6、-4.1线性比例与非线性比例作用的比较与分析-26-4.1.1参数设置-26-4.1.2仿真实现与结果分析-26-4.2线性积分与非线性积分作用的比较与分析-27-4.2.1参数设置-27-4.2.2仿真实现与结果分析-27-4.3线性比例微分与非线性比例微分作用的比较与分析-28-4.3.1参数设置-28-4.3.2仿真实现与结果分析-29-4.4线性PID与非线性PID作用的比较与分析-30-4.4.1参数设置-30-锅炉汽温的非线性控制系统设计4.4.2仿真实现与结果分析-30-4.5非线性PID抗干扰能力测试与分析-31-4.5.1PID抗干扰

7、能力测试-31-4.5.2不含TD非线性PID抗干扰能力测试-32-4.5.3含TD的非线性PID抗干扰能力测试-33-4.6非线性PID鲁棒性测试与分析-34-第五章结论-37-5.1结论-37-5.2展望-37-致谢-39-参考文献-40-锅炉汽温的非线性控制系统设计第一章引言1.1选题的背景及意义在轻工、化工等很多行业的过程控制中，被控对象大都带有滞后特性，例如，热量、物料和信号等的转移或转换需经过一定的时间，这便造成了许多过程存在大的滞后时间。无论控制作用如何，在滞后时间阶段，控制作用对过程变量的影响是不可测的。更为重要的是，时间滞后导致了过程

8、变量输出不能迅速地响应控制信号，这等于在这段时间内反馈作用失效，而反馈是自动控制所必须得到的信