鍋爐是工業(yè)生產(chǎn)、熱力發(fā)電等行業(yè)十分重要的動(dòng)力輸出設(shè)備,鍋爐穩(wěn)定安全地運(yùn)行是上述各個(gè)行業(yè)穩(wěn)定生產(chǎn)的前提。因此,為了保證各行業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性以及高效性,鍋爐運(yùn)行的安全性以及有效控制顯得十分必要而且汽包水位的有效控制是保證工業(yè)鍋爐正常運(yùn)行的首要參考指標(biāo)。工業(yè)上比較常用的PID控制方法對(duì)被控量的精確模型依賴程度較高、對(duì)非線性系統(tǒng)適應(yīng)力較差而且其參數(shù)一經(jīng)設(shè)定就不會(huì)改變,因此應(yīng)對(duì)工況壞境中的多類擾動(dòng)就顯得不夠靈活。所以汽包水位的有效控制顯得十分重要。首先結(jié)合鍋爐的基本原理,構(gòu)建汽包水位的數(shù)學(xué)模型。并且分析了在給水流量和蒸汽流量單獨(dú)擾動(dòng)下以及共同擾動(dòng)下的水位走勢(shì)。其次以汽包水位三沖量(水位值、給水流量、蒸汽流量)為基礎(chǔ)框架,引入遺傳算法以及擴(kuò)展卡爾曼濾波理論并且與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合構(gòu)建基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制器。用以取代目前在鍋爐水位控制中常用的PID控制器,實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐汽包水位這種非線性,不穩(wěn)定的被控對(duì)象的有效控制,以期待達(dá)到比較滿意的節(jié)能效果和更好的控制品質(zhì)。最后,使用MATLAB中的Simulink仿真模塊來搭建汽包水位三沖量的實(shí)驗(yàn)框架,并把課題設(shè)計(jì)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器和常規(guī)PID控制器應(yīng)用到此框架中。通過仿真來對(duì)二者的控制效果進(jìn)行對(duì)比。對(duì)仿真效果分析可以看出,在加入蒸汽擾動(dòng)和給水?dāng)_動(dòng)的情況下,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器能過較好地克服擾動(dòng),較快的恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài),而且在克服擾動(dòng)的快速性上好于常規(guī)控制。通過仿真驗(yàn)證此控制器結(jié)構(gòu)合理,抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn);同時(shí)也說明此控制器的可行性。
【學(xué)位單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TK223.7
【部分圖文】：

第 2 章 鍋爐系統(tǒng)概述爐設(shè)備作為熱能裝置是工業(yè)生產(chǎn)不可或缺的動(dòng)力來源，鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)生產(chǎn)效率的高低、質(zhì)量的好壞有巨大的影響。本章較為詳細(xì)的介紹鍋過數(shù)學(xué)建模的方式分析鍋爐在給水流量以及蒸汽流量分別作用下的汽和共同作用下的水位的走勢(shì)。爐組成簡(jiǎn)介爐是各種大型設(shè)備主要的動(dòng)力源。鍋爐因具有把燃料的化學(xué)能（煤、變?yōu)樵O(shè)備運(yùn)行（蒸汽）動(dòng)力的這一特點(diǎn)，因此鍋爐一直以來在工業(yè)生常生活中起著其重要的作用[23]。鍋爐系統(tǒng)主要包括：燃料燃燒機(jī)構(gòu)構(gòu)、送引風(fēng)機(jī)構(gòu)以及管道閥門等輔助機(jī)構(gòu)。主要流程圖如圖 1 所示。

華北理工大學(xué)碩士學(xué)位論文經(jīng)過預(yù)熱的空氣經(jīng)過進(jìn)料口進(jìn)入燃燒室與燃料混合燃燒。燃料的虎穴能轉(zhuǎn)換，一部分供給汽包用于加熱其內(nèi)的水以便產(chǎn)生水蒸氣，另一部分用于加熱爐過熱器給外界的給水進(jìn)行預(yù)熱。經(jīng)過預(yù)熱的給水進(jìn)入汽包以補(bǔ)充因汽化流失。汽包中產(chǎn)生的蒸汽送至負(fù)載用以拖動(dòng)負(fù)載運(yùn)行，燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣通過置送至煙囪經(jīng)過相關(guān)凈化處理后排入大氣。 鍋爐汽水系統(tǒng)鍋爐正像其名稱一樣由“鍋”和“爐”兩大部分構(gòu)成[24]，其中“爐”即是統(tǒng)，目的在于加熱“鍋”中的水來產(chǎn)生蒸汽，“鍋”即是過路的汽水系統(tǒng)也研究的重點(diǎn)。汽水循環(huán)的基本流程參看圖 2 的描述。

TTSH( S) TSH( S) TSV(S ) Ku(S )wwww+=+1212寫成傳遞函數(shù)的形式為：( )( )( ) ( 1)12w++==TSTSTSKVSHSGSwww由于給水想的時(shí)間參量wT 比較小，因此考慮忽略掉此為：( )( )( ) ( 1) ( 1)122w+=+==TSTSSTSKVSHSGSwwεε =1KTw一般稱作反應(yīng)速度，其物理意義即是在給水mm/s*t/h）。系統(tǒng)的滯后性，而且單位給水流量相對(duì)于鍋爐容積而言間內(nèi)進(jìn)行給水，但是汽包內(nèi)的水位變化并不十分明顯。點(diǎn)順理成章。圖 3 為只考慮給水因素的階躍響應(yīng)。
【參考文獻(xiàn)】

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