基于可拓算法的锅炉汽包水位控制研究

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1、论文题目：基于可拓算法的锅炉汽包水位控制研究专业：控制理论与控制工程硕士生：赵晓罡（签名）指导教师：王再英（签名）摘要汽包水位是锅炉系统中一个重要的参数。水位调节对象是一个有迟延和无自平衡的环节，大型锅炉汽包水位的纯迟延时间和时间常数都比较大，干扰因素多，对象模型不确定，可控性较差的调节系统。传统PID方法在锅炉汽包水位控制效果不理想。随着智能控制理论的深入研究，智能控制为锅炉水位自动控制提供了新的方法，取得了一定的研究及应用成果。可拓控制是新近发展起来的智能控制的前沿课题，它的主要思想是将可拓集合理论引入智能控制的研究领域。介绍了可拓控制的基本概念和可拓

2、控制结构，以及可拓控制器的设计方法。针对锅炉水位控制系统的特性，选取偏差和偏差微分为特征向量，建立关联函数，根据控制要求划分测度模式，确定控制模式和计算控制器输出。最后，对研究对锅炉水位汽包控制系统进行仿真。将基于可拓控制的控制系统和常规PID控制控制系统进行仿真研究，分别对系统在正常运行、给水压力扰动、蒸汽流量扰动、模式参数变化的情况下进行了比较，结果表明可拓控制系统优于常规PID控制系统效果，而且可拓控制系统具有较好的调节能力和动态特性，在模型参数变化后具有较好的鲁棒性。证实基于可拓理论的可拓控制方案是合理可行的。关键词：锅炉汽包水位；可拓集合；物元；

3、可拓控制；关联函数；特征变量研究类型：应用研究Subject:TheStudyofDrumLevelControlBasedonExtensionSpeciality:ControlTheoryandControlEngineeringName:ZhaoXiaogang(Signature)Instructor:WangZaiying(Signature)ABSTRACTBoilerdrumwaterlevelcontrolsystemisanimportantindustryinthethermalcontrolsystem,Thewaterlevelo

4、bjectisalagandnoself-balancesystem．Itsconstanttimeismuchbiggeranditsobjectmodelisnotconfirmable，Soitisadifficultcontrolsystemintheprocessofthermodynamicengineering．ButhetraditionalcontrolmethodsuchasPIDcontrollerworknoteffective.Withstudyingoftheintelligentcontroltheory，itprovides

5、anewcontrolmethodfortheboilerwaterlevelautomaticcontrol．Extensiontheoryhasbeenemployedtotheresearchfieldsofartificialintelligentanditsrelevantsciences．Thetheoryofextensionsetisaveryimportantnotionandthebasicconceptofextensioncontrolisimported.Thenthepaperdiscussesthestructure，thet

6、heoryandthedesignmethodofextensioncontroller.Forthecharacteristicsoftheboilerwaterlevelcontrolsystem,selecttheerrorandbiasdifferentialoffeaturevectors,theestablishmentofcorrelationfunction,accordingtocontrolrequirementsbymeasuremode,controlmodeandcalculationtodeterminethecontrolle

7、routput.Finally,bythismethod,objectsaresimulatedwhosesystemcharactervariablesareerroranderrordifferential.TheexperimentprovesthattheeffectofwaterlevelextensioncontrollerisbetteranditissuperiortotheconventionalPIDcontrollerattheareaofanti-disturbanceandratedload.Resultsofsimulation

8、showextensioncontrolisofgoodcontr