300MW机组主汽温控制策略的研究

摘要

在发电过程中，锅炉过热器出口的主蒸汽温度是确保锅炉安全运行的重要指标，直接影响生产机组运行的可靠性与经济性。因此，对主蒸汽温度控制系统的设计与研究是目前控制领域的主流方向。如今大部分电厂都采用常规串级 PID控制系统来调控主汽温，面对主汽温这种大延迟、大惯性、模型不精确的时变非线性控制对象，简单的PID 控制器是难以达到高精度的控制质量要求。因此本文基于锅炉主蒸汽温度的动、静态性能研究，对主蒸汽温度优化控制系统进行分析设计。 本文首先介绍了主蒸汽温度对于锅炉系统的影响，对引起主蒸汽温度变化的几种干扰因素进行研究，分析主蒸汽温度的动态性能及静态性能，并详细阐述了基于喷水减温控制方案的串级主蒸汽温度控制策略。其次，在分析 PID 控制、模糊控制以及两者结合的算法基础上，选择模糊自适应 PID 控制器作为锅炉的主蒸汽温度控制系统，设计出基于模糊 PID的主蒸汽温度控制系统，并对系统的工作原理及实现过程做了进一步分析。接着，对模糊 PID 控制器进行优化，设计了一种改进模糊 PID 主蒸汽温度控制系统。最后基于 Matlab/Simulink 及Fuzzy工具箱，对主蒸汽温度控制系统进行仿真分析，验证改进后的控制方案具备良好的跟踪性、鲁棒性以及抗干扰能力，基于此控制器下的主汽温系统能够实现对干扰的快速响应，提高系统稳定特性，具有一定的实际应用和研究价值。

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第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要内容

第2章 300MW主蒸汽温度控制系统

2.1 300MW锅炉简介

2.2 汽温控制对象的特性

2.2.1 动态特性

2.2.2 静态特性

2.3 主蒸汽温度控制系统

2.4 本章小结

第3章 主蒸汽温度控制系统算法研究

3.1 PID控制

3.1.1 PID控制原理

3.1.2 PID参数整定

3.1.3 PID控制算法

3.2 模糊控制

3.2.1 模糊控制器的原理及结构

3.2.2 模糊控制器的设计方法

3.3 模糊PID控制

3.4 本章小结

第4章 主汽温模糊控制系统的设计分析

4.1 模糊PID控制系统

4.1.1 模糊PID控制结构

4.1.2 主蒸汽温度控制系统实现过程

4.1.3 模糊自适应PID控制器设计

4.2 改进模糊PID控制

4.3 基于改进模糊PID控制的锅炉主汽温控制系统

4.4 本章小结

第5章 主蒸汽温度控制系统仿真

5.1 主汽温串级控制系统

5.2 主汽温模糊PID控制系统

5.3 改进模糊PID控制系统

5.4 对比分析

5.5 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢