链条锅炉燃烧系统模糊控制的应用研究

摘要

随着现代科学技术的迅速发展，生产系统的规模越来越大，形成了复杂的大系统，导致了控制对象、控制器以及控制任务和目的日益复杂化，传统的自动控制理论和方法显得己不适应于复杂系统的控制。在此情况下，模糊控制越来越受到人们的关注。在对常规模糊控制器的大量应用和研究中，人们感到它仍有许多不足之处，其中最主要的就是系统存在一定的偏差无法消除。其主要原因是常规的模糊控制器在结构上有些简单。由于模糊论域的量化等级是有限的，特别是在零域内，尽管有误差(误差很小)，系统也被认为处于稳定状态，于是控制输出为零，即零域内的小偏差没有得到控制；再加上单模糊控制器在参数的选取时，既要考虑当误差较大时，控制系统的主要任务是消除误差；又要考虑当误差较小时，控制系统的主要任务是减小超调量、使系统尽快稳定下来。于是从控制的结果看，系统在稳态时就有一定的稳态误差。 本文通过对实际供热参数与室外气温变化关系的统计归纳整理，拟合确定控制模型，实现对给水温度、锅炉炉排、鼓风机和引风机的控制，并结合实际系统运用不同形式的模糊控制器，其中首次将双模糊控制器应用于炉排的转速控制，增强了控制系统的鲁棒性、自适应能力、提高系统的控制精度。区域锅炉房供热微机自动监控系统在闭环反馈控制和模糊控制理论的指导下，实现了从锅炉房到换热站全过程的整体控制，解决了锅炉热负荷稳定与实时调节的矛盾，实现了按需供热。另外，在送风回路中采用了以最佳风煤比为基础有限选择烟气含氧量调节送风量的控制方案，为锅炉运行于最佳燃烧状态，提供了必要的保证。 本控制系统在某市热力公司三期两台29 MW供热链条锅炉投入运行，获得了良好的控制效果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题背景

1.1.1集中供热现状、发展趋势及存在的问题

1.1.2供热系统自动控制的发展现状

1.1.3课题的来源及研究的目的和意义

1.1.4主要研究内容

1.2项目工程设计说明

1.2.1项目概述

1.2.2项目功能

1.2.3项目要求

1.3模糊控制应用简介

1.3.1国外研究发展情况

1.3.2国内发展及应用概况

1.3.3历年应用回顾

1.3.4目前存在的主要问题

第二章链条锅炉燃烧系统模糊控制器

2.1模糊控制器的基本结构和组成

2.1.1模糊控制器的基本结构和组成

2.1.2对控制系统的基本要求

2.2送风系统模糊控制器结构简介

2.3提高模糊控制稳态精度改善给煤与引风控制的方法

2.3.1引风系统模糊控制器

2.3.2给煤系统模糊控制器

2.4本章小结

第三章锅炉燃烧系统的控制

3.1集中供热系统

3.2集中供热系统的控制对象

3.3供水温度的给定

3.3.1二次网供水温度与室外温度的关系模型

3.3.2一次网供水温度与室外温度的关系模型

3.4链条锅炉燃烧系统

3.4.1链条锅炉燃烧系统简介

3.4.2锅炉燃烧系统自动控制的任务

3.4.3燃烧系统控制对象的特点

3.5燃烧过程控制方案设计

3.5.1燃烧过程

3.5.2燃烧效率控制

3.5.3给煤控制

3.5.4送风控制

3.5.5引风控制

3.6本章小结

第四章模糊控制器的设计

4.1概述

4.2模糊控制器的结构设计

4.3模糊控制器规则的设计

4.4精确量的模糊化

4.5模糊推理及其模糊量非模糊化方法

4.6模糊控制规则表

4.7论域、量化因子、比例因子的选择

4.7.1论域及基本论域

4.7.2量化因子及比例因子

4.7.3量化因子及比例因子的选择

4.8采样时间的选择

4.9送风控制子系统模糊控制器的设计

4.10本章小结

第五章链条锅炉燃烧控制系统实现

5.1概述

5.2组态软件WinCC介绍及项目组态

5.2.1 WinCC主要性能特点

5.2.2 WinCC系统的构成

5.2.3工程项目组态内容

5.2.4本次设计项目组态

5.3 S7-200及其软件介绍

5.3.1 S7-200简介

5.3.2 STEP 7-Micro/WIN编程软件

5.3.3本次设计PLC程序简介

5.4 PC Access软件及程序介绍

5.5模糊控制程序算法设计

5.5.1标度变换

5.5.2模糊控制程序算法及流程图

5.6本章小结

第六章安装、调试

6.1引用标准

6.2锅炉系统调试步骤

6.3调试结果

6.3.1一次网供水温度与室外温度的关系模型

6.3.2炉排转速调节结果

6.3.3鼓风机转速调节结果

6.3.4引风机转速调节结果

6.4本章小结

第七章结论

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表论文