基于海水淡化的电液比例控制系统研究

摘要

地球上有70.8％的面积被水所覆盖,但其中97.5%的水是海水，不能被直接利用，并且在其余2.5%的淡水中，能够被利用的淡水资源仅占地球总的水量的0.26%。因此，大力发展海水淡化技术，已经成为现代社会的当务之急。
　　本论文就是基于能量回收的核心技术，应用电液比例换向阀通过双作用单活塞杆液压缸来对海水缸输出的海水进行压力闭环控制，同时，对未通过渗透膜的高压浓海水中的能量进行回收利用。由于海水中成分相当的复杂，所以渗透膜前的压力控制就会出现参数时变性、非线性等问题，而实际要求渗透膜前压力一定要稳定在7MPa，来保证渗透膜的使用寿命。因此，改善系统的性能，保证渗透膜前压力平稳成为本课题的主要研究目标。
　　首先，分析了研究海水淡化液压系统的结构以及工作原理，它是通过压力传感器来检测反渗透膜前的海水压力，并将其信号反馈给比例换向阀，用电流信号控制阀芯的移动来保证液压缸输出稳定力，进而使海水缸输出压力稳定。随后，对液压系统中的各个环节进行数学建模，从而应用MATLAB软件进行系统的分析研究。
　　其次，通过对系统的研究分析发现，控制系统需要控制器来调节系统，文中根据系统输出仿真曲线，建立了PID控制器和模糊PID控制器，比较发现模糊PID控制器具有更好的控制效果。
　　然后，在实际的应用现场，通过电气系统及液压系统的安装调试，对实际的海水输出压力进行数据采集分析，表明本套海水淡化系统具有较好的控制效果，完全满足实际工艺的要求。
　　最后，对论文及研究成果进行总结，并提出进一步的工作设想以及工作展望。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 海水淡化技术的概况

1.3 电液比例控制技术

1.4 课题主要研究内容

第2章 海淡系统能量回收原理及系统工艺

2.1 反渗透海水淡化技术

2.2 液压系统余压能回收装置

2.3 海水淡化液压系统的工艺及原理分析

2.4 本章小结

第3章 海水淡化液压系统模型建立及分析

3.1 海水淡化压力控制数学模型建立

3.2 系统性能的分析

3.3 本章小结

第4章 海水淡化系统控制策略研究

4.1 PID控制器的建立

4.2 模糊PID控制器的建立

4.3 本章小结

第5章 海水淡化控制系统试验

5.1 试验设计

5.2 试验及结果

5.3 本章小结

结论

参考文献

致谢