锅炉汽包水位过程控制系统毕业论文.doc

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1、摘要锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要动力设备。汽包水位是锅炉运行的主要指标，汽包水位过高过低都会影响运行的安全与经济性，必须严格加以控制。本文主要是用MATLAB对锅炉汽包水位控制系统进行仿真研究。建立了锅炉汽包水位对象的数学模型和控制系统，并用Matlab语言在计算机上编制锅炉汽包水位控制系统的仿真程序。通过对象特性、最佳PID参数整定、控制系统比较分析及鲁棒性仿真研究，本文了解了汽包水位对象特性、整定出了最佳PID参数、总结出了各种控制方案的特点与适用场合，并提出用模糊自适应整定PID控制器实现自适应

2、控制的方案。关键词：锅炉汽包水位；控制系统；仿真研究；MatlabAbstractBoilerisaessentialpowerequipmentinchemicalindustry,oilrefining,electricitygenerationandotherindustrialproductionprocess.BoilerdrumwaterlevelisachiefindicatorofBoilerworking,drumwaterleveltoohighortoolowwillaffectthesafeopera

3、tionandtheeconomy,itmustbestrictlycontrolled.Thisarticleismainlyaboutthesimulationstudyofboilerdrumwaterlevelcontrolsystem,establishedthemathematicalmodelandcontrolsystemofboilerdrumwaterlevel,andmadethesimulationprogramsofboilerdrumlevelcontrolsystemusingMatlabLan

4、guageonthecomputer.ThroughthesimulationstudyofobjectpropertiesandtheBestPIDparameterstuningandtheAnalysisandcomparisonofcontrolsystemandrobustresearch,ThisarticleacquaintedtheobjectcharacteristicsofthedrumwaterlevelandfoundoutthebestPIDparameters,summedupthecharact

5、eristicsofkindsofcontrolprograms,andproposedthecontrolprogramofusingfuzzyadaptivetuningPIDcontroller.Keywords:boilerdrumwaterlevel;controlsystem;simulationstudy;matlab目录第1章概述11.1锅炉的种类11.2锅炉的工艺流程11.3锅炉的工艺参数和主要控制系统2第2章锅炉汽包水位对象数学模型的归纳42.1蒸汽负荷对水位的影响42.2给水流量对水位的影响5第3章锅炉

6、汽包水位控制系统的方案分析73.1单冲量控制系统73.2双冲量控制系统83.3三冲量控制系统9第4章锅炉汽包水位控制系统程序设计与仿真研究114.1仿真的目的和意义114.2仿真软件和最佳PID参数整定方法114.3锅炉汽包水位对象程序设计与仿真研究134.4锅炉汽包水位控制系统程序设计与仿真研究174.5各控制系统鲁棒性的仿真研究33第5章用模糊自适应整定PID控制器实现自适应控制405.1模糊自适应整定PID控制原理405.2用模糊自适应整定PID控制实现自适应控制的初步设计42结论45参考文献46致谢47附录4849第

7、1章概述锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要动力设备。它所产生的高压蒸汽，既可作为风机、压缩机、大型泵类的驱动透平的动力源，又可作为蒸馏、化学反应、干燥和蒸发过程的热源。随着工业生产规模的不断扩张，生产设备的不断革新，作为全厂动力和热源的锅炉，亦向着大容量、高效率发展。为了确保安全，稳定生产，锅炉设备的控制系统就显得愈加重要。1.1锅炉的种类按锅炉的容量、蒸汽压力、蒸发量、燃料种类的不同，锅炉可以有多种分类。（1）按锅炉的容量可分为：小型锅炉、中型锅炉、大型锅炉和超大型锅炉。（2）按蒸汽压力可分为：低压锅炉，

8、压力小于等于2.45MPa；中压锅炉，压力为2.94～4.90MPa；高压锅炉，压力为7.84～10.8MPa；超高压锅炉，压力为11.8～14.7MPa；亚临界压力锅炉，压力为15.7～19.6MPa；超临界压力锅炉，压力大于等于22MPa。（3）按蒸发量可分为：小型锅炉，蒸发量小于20