直流锅炉主蒸汽温度控制系统研究

摘要

火力发电是现代社会电力发展的主力军，随着现代科学技术的不断进步，电厂发电机组的容量增大，参数提高，系统变得更加复杂。在建设和谐社会、发展循环经济的大背景下，对于提高火电厂自动化水平以及机组的经济运行提出了新的要求。而锅炉蒸汽控制系统作为火电厂生产过程中重要的系统之一，蒸汽参数直接影响着机组的安全生产以及经济运行。其中主蒸汽温度是主要的控制参数，提高其自动化控制水平、优化其控制策略就显得尤为迫切。
　　本文以主蒸汽温度为研究对象，针对其延迟大、惯性大、时变和非线性的性质，对主蒸汽温度控制系统进行了研究与实现，并完成了仿真实验研究，主要研究工作如下：
　　（1）介绍了主蒸汽温度对系统的影响，对主蒸汽温度在外界扰动因素影响下的动态特性以及静态特性进行了深入分析，给出了主蒸汽温度的数学模型，并详细阐述了基于喷水减温控制手段的串级主蒸汽温度控制策略。
　　（2）在对模糊控制以及PID算法进行研究的基础上，根据模糊控制系统不依赖于被控对象的精确数学模型的性质，将传统串级PID控制系统中的PID主调节器以模糊PID控制器代替，设计模糊PID主蒸汽温度控制系统，对系统的工作原理及实现过程进行了研究。
　　（3）结合神经网络与模糊系统，将模糊逻辑技术置入神经网络，利用神经网络结构来实现模糊逻辑推理，使系统同时体现专家知识的语言规则以及神经网络的自学习能力，设计基于模糊神经网络得主蒸汽温度控制系统，对系统的工作原理及实现过程进行了研究。
　　（4）仿真实验研究，采用MATLAB对模糊PID算法及模糊神经网络算法进行仿真，结果表明以模糊PID控制代替PID控制，可以提高控制系统对主蒸汽温度的调节品质；而基于模糊神经网络的主蒸汽温度控制系统的控制效果则更加高效。

目录

1 绪论

1.1 研究背景及其意义

1.2 电厂自动化控制系统的研究现状

1.3 主蒸汽温度控制算法的研究现状

1.4 主要研究的内容

2 主蒸汽温度控制系统概述

2.1 引言

2.2 主蒸汽温度控制对象的特性

2.3 主蒸汽温度的串级控制策略

2.4 本章小结

3 主蒸汽温度控制系统控制算法研究

3.1 控制算法相关理论

3.2 基于模糊PID控制的主蒸汽温度控制系统设计

3.3 基于模糊神经网络的主蒸汽温度控制系统设计

3.4 本章小结

4 主蒸汽温度控制系统仿真实验研究

4.1 主蒸汽温度常规PID控制系统仿真

4.2 主蒸汽温度模糊PID控制系统仿真

4.3 主蒸汽温度模糊神经网络控制系统仿真

4.4 结果对比与分析

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果