本文關鍵詞：模糊控制在燃燒控制系統中的應用研究

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【摘要】：21世紀以來,我國經濟的飛速發(fā)展促使了全國用電需求猛增,為了緩解用電緊張局面,一大批超臨界機組和超超臨界機組正在全國推廣。鍋爐是火電機組的重要組成部分,爐內燃燒效率較低,是造成火電機組耗煤量高、能源利用率低的主要原因之一,燃燒不充分還會增加鍋爐排放煙氣中的氮氧化物、硫氧化物等有毒廢氣的含量,對人民的生活環(huán)境及身體健康造成潛在的威脅。目前我國火電廠仍廣泛采用經典PID控制器作為鍋爐燃燒控制系統的控制單元,但是隨著機組發(fā)電量的增大與智能化的推廣,采用智能控制技術實現機組高度自動控制必將成為火電機組未來的發(fā)展方向。本文以某600MW火電機組燃燒系統為被控對象,研究了變論域模糊PID控制器在火電機組中的應用情況。首先,分析了燃燒系統的三個子系統的對象特性與控制現狀,闡述了模糊控制的控制原理,根據各個子系統的控制特性建立相應的模糊控制策略,并結合變論域控制與模糊自整定PID控制器的優(yōu)點,提出了函數型變論域模糊自整定PID控制器的控制思路。其次,根據不同工況下各個子系統的數學模型,分析系統階躍響應實驗,結合系統ee-(5)相軌跡曲線與對象特性,推導出各個系統的模糊規(guī)則表,并在Simulink軟件中仿真驗證了控制效果。最后,針對函數型伸縮因子潛在的“失真”問題,提出采用粒子群算法在線優(yōu)化變論域模糊自整定PID控制器的伸縮因子的控制方案,并在Matlab中編寫M文件,通過計算對比適應度函數J獲得伸縮因子最優(yōu)解。燃料量系統的仿真實驗驗證了方案的可行性。
【關鍵詞】：鍋爐燃燒控制 變論域模糊控制 粒子群算法 MATLAB仿真
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM621.2;TP273.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 選題意義與背景9-10
• 1.1.1 我國能源結構特點9
• 1.1.2 我國火電機組發(fā)展現狀9-10
• 1.2 鍋爐燃燒系統優(yōu)化策略研究現狀10-11
• 1.3 模糊控制理論的研究概況11-13
• 1.3.1 模糊控制理論的發(fā)展與研究現狀11-12
• 1.3.2 模糊控制在火電機組中的應用現狀12-13
• 1.4 本文的主要內容13-15
• 第2章 火電機組燃燒過程自動控制系統15-26
• 2.1 火電機組燃燒系統概況15-17
• 2.1.1 火電機組燃燒控制系統的任務15-16
• 2.1.2 火電機組燃燒控制系統的特點16-17
• 2.2 燃燒過程被控對象動態(tài)特性17-20
• 2.2.1 主汽壓被控對象特性分析17-19
• 2.2.2 煙氣含氧量被控對象特性分析19-20
• 2.2.3 爐膛壓力被控對象特性分析20
• 2.3 燃燒過程控制的控制方案20-25
• 2.3.1 燃燒過程控制系統的基本構成20-21
• 2.3.2 各控制系統的基本控制方案21-25
• 2.4 本章小結25-26
• 第3章 變論域模糊自整定PID控制器的設計26-38
• 3.1 模糊集合的數學基礎26-28
• 3.1.1 模糊集合及運算26-27
• 3.1.2 隸屬函數與模糊關系27-28
• 3.2 模糊控制器的基本結構與設計流程28-33
• 3.2.1 選擇控制器的結構29
• 3.2.2 模糊化處理29-31
• 3.2.3 模糊規(guī)則與模糊決策31-32
• 3.2.4 反模糊化處理32-33
• 3.3 變論域模糊自整定PID控制器33-37
• 3.3.1 變論域模糊控制的插值原理34-37
• 3.3.2 變論域模糊自整定PID控制器的實現方法37
• 3.4 本章小結37-38
• 第4章 變論域模糊PID控制器在燃燒控制系統中的仿真應用38-53
• 4.1 燃料量控制系統仿真分析38-47
• 4.1.1 變論域模糊PID控制器的控制結構38-39
• 4.1.2 模糊規(guī)則的推導39-42
• 4.1.3 仿真模型搭建42-45
• 4.1.4 仿真實驗45-47
• 4.2 送風控制系統仿真分析47-50
• 4.2.1 送風控制系統的控制結構48
• 4.2.2 模糊規(guī)則的推導48-49
• 4.2.3 仿真實驗49-50
• 4.3 引風控制系統仿真分析50-52
• 4.4 本章小結52-53
• 第5章 基于PSO的變論域模糊PID在燃料量控制系統中的應用53-59
• 5.1 函數型伸縮因子變換論域的局限性53
• 5.2 粒子群算法的基本原理53-54
• 5.3 PSO算法優(yōu)化伸縮因子的設計思路54-56
• 5.4 基于PSO的變論域模糊PID在燃料量系統的仿真設計56-57
• 5.5 本章小結57-59
• 第6章 總結與展望59-61
• 6.1 總結59
• 6.2 展望59-61
• 參考文獻61-64
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及參加的科研工作64-65
• 致謝65

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