预测控制在锅炉温度控制系统中应用研究

摘要

针对工业锅炉温度控制系统要求，本文提出了一种基于预测控制的锅炉过热蒸汽温度控制系统，通过预测控制算法中的动态矩阵控制，采用串级控制针对锅炉过热蒸汽温度进行有效控制。
　　本文通过采用预测控制中动态矩阵控制算法，采用锅炉过热蒸汽温度串级控制，同时针对动态矩阵控制算法进行改进，增加了讨论动态矩阵控制算法的鲁棒性和抗干扰性内容，同时通过与过热蒸汽温度常规PID串级控制和模糊串级控制进行对比，并通过MATLAB软件进行仿真。
　　通过仿真得出，基于预测控制的锅炉过热蒸汽温度控制系统具有更好的控制效果，相比于常规PID控制具有更好的鲁棒性和抗干扰性，控制精度和稳定性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 论文的背景与意义

1．2 国内外锅炉温度控制技术概况

1．2．1 国内和国外锅炉的产生与发展

1．2．2 锅炉过热蒸汽温度控制技术的研究概况

1．3 预测控制算法的研究概况

1．3．1 预测控制的产生与发展

1．3．2 预测控制的应用

1．4 本文的主要研究内容

第二章 锅炉过热蒸汽温度控制策略研究

2．1 锅炉温度控制被控对象分析

2．1．1 锅炉过热蒸汽温度控制对象分析

2．2 过热蒸汽温度控制策略

2．2．1 过热蒸汽温度PID串级控制

2．2．2 过热蒸汽温度模糊串级控制

2．2．3 过热蒸汽温度动态矩阵串级控制

2．3 本章小结

第三章 预测控制算法

3．1 预测控制的基本原理

3．1．1 预测模型

3．1．2 滚动优化

3．1．3 反馈校正

3．1．4 预测控制算法的优势

3．2 动态矩阵控制算法

3．2．1 预测模型

3．2．2 有限时域滚动优化

3．2．3 反馈校正

3．2．4 动态矩阵控制算法的实现

3．2．5 动态矩阵控制系统的参数设计

3．3 本章小结

第四章 动态矩阵控制算法在含有不确定因素情况下改进研究

4．1 动态矩阵控制算法的改进

4．1．1 预测控制模型的改进

4．1．2 反馈校正

4．1．3 滚动优化

4．1．4 动态矩阵控制鲁棒性和抗干扰性分析

4．2 本章小结

第五章 锅炉过热蒸汽温度控制系统仿真研究

5．1 过热蒸汽温度控制系统的仿真

5．1．1 PID控制器的设计与仿真

5．1．2 过热蒸汽温度模糊串级控制的设计与仿真

5．1．3 过热蒸汽温度动态矩阵控制的设计与仿真

5．1．4 仿真结论

5．2 过热蒸汽动态矩阵控制系统抗干扰性和鲁棒性分析

5．2．1 校正参数hi的选择

5．2．2 抗干扰性分析

5．2．3 鲁棒性分析

5．3 基于改进动态矩阵控制算法锅炉过热蒸汽温度控制中的仿真研究

5．3．1 额定条件下改进动态矩阵控制的仿真研究

5．3．2 鲁棒性

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

致谢

参考文献

附录Ⅰ 研究生期间发表的论文

附录Ⅱ 相关算法及仿真程序