本文關(guān)鍵詞：基于無模型自適應控制算法的鍋爐汽包水位控制研究

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【摘要】：鍋爐是生產(chǎn)生活中廣泛運用的設(shè)備。由于其處于高溫高壓的工作狀態(tài)中,因此保持汽包水位穩(wěn)定在正常范圍內(nèi)運行十分重要。文中介紹了鍋爐的工藝流程,并明確了汽包水位的控制要求。文中介紹的偏格式無模型自適應控制算法不需要依賴受控對象數(shù)學模型,僅利用其I/O數(shù)據(jù)進行控制,并在基本無模型自適應控制算法的基礎(chǔ)上進行改進。為驗證該改進算法的有效性,且由于汽包水位在實際工業(yè)生產(chǎn)中具有大時滯的特點,因此選取了線性大時滯系統(tǒng)作為仿真對象進行仿真實驗,并對比分析PID算法、基本的無模型自適應算法以及改進的無模型自適應算法的控制效果。為了更接近工程實際應用,文中以SMPT-1000(高級多功能過程控制實訓系統(tǒng))為實驗平臺,并基于SIMATIC PCS7系統(tǒng)對鍋爐汽包水位進行了現(xiàn)場仿真。并且通過硬件組態(tài)和軟件組態(tài),實現(xiàn)了現(xiàn)場設(shè)備和現(xiàn)場控制站的通信,并運用CFC/SCL語言實現(xiàn)了控制算法組態(tài)。此外,文中對汽包水位的傳統(tǒng)三沖量控制方案進行改進,以無模型自適應控制器作為主控制器,以PID控制器作為副控制器,形成MFAC-PID三沖量控制方案。MATLAB仿真實驗結(jié)果表明,改進后的算法具有相對較快的響應速度及較小的超調(diào)量,例如對于三階線性大時滯對象而言,改進算法比PID控制算法超調(diào)量減少了約17%；比未改進算法的上升時間縮短了約8s。SMPT-1000仿真實驗平臺上的實驗結(jié)果表明,文中選取的算法及控制方案是合理可行的。
【關(guān)鍵詞】：鍋爐 汽包水位 無模型自適應控制 PCS7
【學位授予單位】：廣西大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK223.13
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 課題研究背景與意義9-10
• 1.2 鍋爐工藝簡介10-11
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)安排11-13
• 第二章 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀13-22
• 2.1 汽包水位控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀13-16
• 2.2 無模型自適應控制算法研究現(xiàn)狀16-22
• 第三章 相關(guān)理論概述22-34
• 3.1 PID控制22-26
• 3.1.1 PID控制算式22-23
• 3.1.2 PID參數(shù)整定方法23-26
• 3.2 無模型自適應算法26-32
• 3.2.1 常用線性化方法26-27
• 3.2.2 偏格式線性化方法27-30
• 3.2.3 無模型自適應算法的控制律設(shè)計30-31
• 3.2.4 無模型自適應算法的偽梯度向量的估計31-32
• 3.3 本章小結(jié)32-34
• 第四章 無模型自適應算法的改進34-50
• 4.1 引言34
• 4.2 無模型自適應算法的改進34-45
• 4.2.1 改進算法的思路34-35
• 4.2.2 不同參數(shù)下的仿真實驗35-45
• 4.3 仿真實驗分析45-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第五章 無模型自適應算法在SMPT-1000平臺的仿真50-68
• 5.1 引言50
• 5.2 SMPT-1000仿真平臺介紹50-53
• 5.2.1 SMPT-1000結(jié)構(gòu)簡介50-51
• 5.2.2 SIMATIC PCS7系統(tǒng)簡介51-52
• 5.2.3 SIMATIC PCS7的組態(tài)52-53
• 5.3 汽包水位的PID控制系統(tǒng)53-61
• 5.3.1 單沖量控制系統(tǒng)55-56
• 5.3.2 雙沖量控制系統(tǒng)56-59
• 5.3.3 三沖量控制系統(tǒng)59-61
• 5.4 汽包水位的無模型自適應控制系統(tǒng)61-67
• 5.4.1 改進無模型自適應控制器的設(shè)計61-62
• 5.4.2 無模型自適應控制方案的實施62-67
• 5.5 本章小結(jié)67-68
• 第六章 結(jié)論與展望68-70
• 參考文獻70-74
• 致謝74

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本文編號：599796