本文關(guān)鍵詞：基于智能軌跡導(dǎo)引算法的實(shí)用控制研究

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【摘要】：許多工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的被控過(guò)程都具有非線性、時(shí)變性、大慣性、強(qiáng)耦合等特點(diǎn),難以確定其精確的數(shù)學(xué)模型。通常依賴經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行手動(dòng)操作控制,自動(dòng)化程度較低,無(wú)法滿足外界負(fù)荷變化和克服各種擾動(dòng)影響,不能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的安全高效。PID算法雖在工業(yè)界得到廣泛應(yīng)用,但其難以很好兼顧靜態(tài)與動(dòng)態(tài)指標(biāo)的要求。本文以供暖鍋爐的燃燒環(huán)節(jié)為特定的復(fù)雜對(duì)象進(jìn)行智能控制研究,不僅在理論上進(jìn)行了積極的探索,而且在實(shí)踐上得到成功的應(yīng)用。針對(duì)通常采用的增量式PID算法,逐項(xiàng)剖析其優(yōu)劣,參照對(duì)比了一種基于參考模型的改進(jìn)控制算法：ITGC(Intelligent Track Guiding Control)--智能軌跡導(dǎo)引控制。設(shè)計(jì)了以直線、一階慣性環(huán)節(jié)、logistic曲線作為規(guī)劃過(guò)渡過(guò)程曲線,將傳統(tǒng)的“目標(biāo)控制”過(guò)渡到“過(guò)程控制”,可得到不同時(shí)刻下的位置給定和速度給定。經(jīng)加權(quán)組合不同時(shí)刻的位置差和速度差得到增量式控制輸出方程,在更為“柔和”合理的控制激勵(lì)下,促使系統(tǒng)響應(yīng)平穩(wěn)的跟隨過(guò)渡過(guò)程曲線導(dǎo)引到達(dá)設(shè)定值。ITGC算法中需要對(duì)控制參數(shù)時(shí)間常數(shù)T、位置項(xiàng)系數(shù)Ap和速度項(xiàng)系數(shù)Av進(jìn)行整定。以“在盡可能短的控制時(shí)間內(nèi)以盡可能小的控制量變化使被控對(duì)象達(dá)到穩(wěn)態(tài)值”的原則設(shè)計(jì)出新的評(píng)價(jià)指標(biāo)ITSEU。在MATLAB/SIMULINK仿真平臺(tái)和半實(shí)物仿真平臺(tái)--一體化控制實(shí)驗(yàn)箱上驗(yàn)證了ITGC算法的優(yōu)越性,能夠較好的抑制振蕩和超調(diào),平穩(wěn)的達(dá)到設(shè)定值。在DH29-1.6/130/70-AⅡ熱水鍋爐燃燒環(huán)節(jié)的控制中采用ITGC算法。通過(guò)比較操作工手動(dòng)操作狀態(tài)、一階慣性導(dǎo)引控制和logistic導(dǎo)引控制對(duì)出水溫度的不同控制效果,其中l(wèi)ogistic導(dǎo)引控制效果最佳,在士1.2℃范圍內(nèi)。證明了ITGC算法在大慣性、大滯后的鍋爐燃燒系統(tǒng)中具有良好的控制效果。此算法可對(duì)各類鍋爐的燃燒控制提供積極的借鑒作用。
【關(guān)鍵詞】：ITGC 仿真 評(píng)價(jià)指標(biāo) 燃燒控制 出水溫度
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK223.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 選題背景及研究意義10-11
• 1.2 實(shí)用控制研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容13
• 1.4 本章小結(jié)13-15
• 第2章 智能軌跡導(dǎo)引控制算法15-27
• 2.1 經(jīng)典PID控制器的結(jié)構(gòu)及優(yōu)缺點(diǎn)剖析15-17
• 2.2.1 經(jīng)典PID控制器的原理結(jié)構(gòu)分析15-16
• 2.2.2 經(jīng)典PID控制器的缺陷分析16-17
• 2.2 智能軌跡導(dǎo)引控制算法17-25
• 2.2.1 智能軌跡導(dǎo)引控制算法的原理17-18
• 2.2.2 智能軌跡導(dǎo)引控制算法的參數(shù)意義18-21
• 2.2.3 智能軌跡導(dǎo)引控制算法參考模型的選擇及實(shí)現(xiàn)21-25
• 2.3 本章小結(jié)25-27
• 第3章 智能軌跡導(dǎo)引控制算法的模擬仿真與半實(shí)物仿真27-48
• 3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的建立27-29
• 3.2 智能軌跡導(dǎo)引控制算法的模擬仿真29-33
• 3.2.1 階躍實(shí)驗(yàn)30-32
• 3.2.2 擾動(dòng)實(shí)驗(yàn)32-33
• 3.3 溫控實(shí)驗(yàn)33-35
• 3.4 參數(shù)整定實(shí)驗(yàn)35-38
• 3.4.1 數(shù)學(xué)模型建立方法35-36
• 3.4.2 控制參數(shù)T、A_P、Av的整定36-38
• 3.5 ITGC溫控實(shí)驗(yàn)控制效果分析比較38-45
• 3.5.1 設(shè)定值階躍變化控制效果分析比較38-43
• 3.5.2 恒定Sv下加擾動(dòng)控制效果分析比較43-45
• 3.6 一階慣性導(dǎo)引在恒溫水浴溫度控制中的應(yīng)用45-47
• 3.7 本章小結(jié)47-48
• 第4章 鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的應(yīng)用48-65
• 4.1 鍋爐的工作過(guò)程48-50
• 4.2 鍋爐燃燒系統(tǒng)的主要任務(wù)50-52
• 4.2.1 控制出水溫度51
• 4.2.2 控制爐排與給煤比51
• 4.2.3 控制風(fēng)煤配比51
• 4.2.4 控制爐膛負(fù)壓51-52
• 4.3 鍋爐燃燒系統(tǒng)控制方案52-59
• 4.3.1 出水溫度控制回路55-56
• 4.3.2 爐排給煤控制回路56
• 4.3.3 風(fēng)煤配比控制回路56-57
• 4.3.4 爐膛負(fù)壓控制回路57-58
• 4.3.5 各子控制回路的協(xié)調(diào)控制58
• 4.3.6 溫度控制算法設(shè)計(jì)58-59
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析59-64
• 4.4.1 logistic導(dǎo)引控制效果60-61
• 4.4.2 手動(dòng)、一階慣性導(dǎo)引、logistic導(dǎo)引控制效果比較61-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 第5章 總結(jié)與展望65-67
• 5.1 總結(jié)65-66
• 5.2 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 攻讀學(xué)位期間公開(kāi)發(fā)表論文70-71
• 致謝71

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