本文關(guān)鍵詞：基于智能軌跡導(dǎo)引算法的鍋爐燃燒控制研究

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【摘要】：為確保大量的中小型工業(yè)鍋爐能夠高效經(jīng)濟(jì)的安全運(yùn)行,其燃燒控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)尤為重要。針對(duì)燃煤蒸汽鍋爐,其燃燒控制的主要被控參數(shù)包括汽包壓力和風(fēng)煤配比和爐膛負(fù)壓等。因各控制回路間相互耦合,工藝過(guò)程的大滯后和非線性以及工況的多變使得控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須統(tǒng)籌考慮。雖然PID控制算法在工業(yè)上廣泛應(yīng)用,但其難以兼顧靜態(tài)特性與動(dòng)態(tài)指標(biāo),常由于超調(diào)過(guò)大、積分飽和、未能很好的實(shí)時(shí)匹配被控系統(tǒng)特性而導(dǎo)致運(yùn)行崩潰。因?yàn)槠鼔毫φ{(diào)節(jié)過(guò)程具有時(shí)變性、滯后性、多變量耦合等難點(diǎn),目前眾多燃煤蒸汽鍋爐的汽包壓力普遍是采用手動(dòng)控制。欲有效提高鍋爐系統(tǒng)的自控投運(yùn)率,研制了一種改進(jìn)后的控制算法：ITGC (Intelligent Track Guiding Control)--智能軌跡導(dǎo)引控制。以一階慣性環(huán)節(jié)作為過(guò)渡過(guò)程的參考模型,將傳統(tǒng)的“目標(biāo)控制”轉(zhuǎn)換為“過(guò)程控制”。分別測(cè)取模型與被控對(duì)象間的位置差和速度差,加權(quán)組合為增量式控制方程,實(shí)現(xiàn)被控參數(shù)平滑跟隨導(dǎo)引曲線到達(dá)設(shè)定值。ITGC物理意義清晰,操作簡(jiǎn)便,可有效克服傳統(tǒng)PID控制器在階躍給定初期階段因?yàn)槠钸^(guò)大導(dǎo)致輸出過(guò)大,以及在實(shí)際工業(yè)控制過(guò)程中存在的積分飽和。在SZL15-1.25-AⅡ臥式燃煤蒸汽鍋爐的汽包壓力控制中采用ITGC控制算法,設(shè)定汽包壓力給定值為0.33Mpa,經(jīng)足夠長(zhǎng)的時(shí)段和多工況條件下的運(yùn)行驗(yàn)證,自動(dòng)控制可滿足工藝要求,且實(shí)現(xiàn)ITAE(時(shí)間與絕對(duì)偏差乘積積分)指標(biāo)為7.44優(yōu)于手動(dòng)控制下的26.58,僅是后者的28%。在整個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程中,給煤與爐排回路、鼓風(fēng)與引風(fēng)回路等各控制回路按照不同的設(shè)定算法協(xié)同輸出,實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。整套算法不僅可應(yīng)用在鍋爐系統(tǒng)中,也可推廣到其他的流程工業(yè)控制中,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)、準(zhǔn)、快的控制目標(biāo),具有較強(qiáng)的工程參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：PID ITGC 燃煤蒸汽鍋爐 燃燒控制 汽包壓力
【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】：2015
【分類號(hào)】：TK223.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題研究的背景和意義10-11
• 1.2 鍋爐燃燒控制的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文所要研究和討論的問(wèn)題和方法13-14
• 1.4 本章小結(jié)14-15
• 第2章 智能軌跡導(dǎo)引控制算法15-28
• 2.1 從PID到ITGC15-17
• 2.2 智能軌跡導(dǎo)引控制算法17-22
• 2.2.1 ITGC算法的原理17-19
• 2.2.2 ITGC算法的實(shí)現(xiàn)19-21
• 2.2.3 ITGC各參數(shù)意義21-22
• 2.3 ITGC算法參數(shù)整定的研究22-27
• 2.3.1 數(shù)學(xué)模型建立方法22-23
• 2.3.2 參數(shù)T的整定23-25
• 2.3.3 參數(shù)A_P、A_V的整定25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 ITGC的模擬仿真與溫度實(shí)驗(yàn)28-39
• 3.1 ITGC算法模擬仿真28-30
• 3.1.1 階躍實(shí)驗(yàn)29-30
• 3.1.2 擾動(dòng)實(shí)驗(yàn)30
• 3.2 ITGC溫控實(shí)驗(yàn)30-34
• 3.2.1 硬件設(shè)備31-32
• 3.2.2 ITGC溫控實(shí)驗(yàn)32-34
• 3.3 魯棒性研究34-38
• 3.3.1 變T34-35
• 3.3.2 變A_P35-37
• 3.3.3 變A_V37-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第4章 燃燒控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)39-48
• 4.1 鍋爐的工作過(guò)程39-40
• 4.2 燃燒控制系統(tǒng)的任務(wù)40-42
• 4.2.1 維持汽包壓力40-41
• 4.2.2 維持爐排與給煤比41
• 4.2.3 維持風(fēng)煤配比41
• 4.2.4 維持爐膛負(fù)壓41-42
• 4.3 燃燒控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)42-47
• 4.3.1 汽包壓力控制回路44-45
• 4.3.2 爐排給煤控制回路45
• 4.3.3 風(fēng)煤配比控制回路45-46
• 4.3.4 爐膛負(fù)壓控制回路46-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第5章 鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的應(yīng)用48-57
• 5.1 供熱信息管理系統(tǒng)48-50
• 5.2 手動(dòng)控制與自動(dòng)控制50-55
• 5.2.1 手動(dòng)控制51-52
• 5.2.2 自動(dòng)控制52-54
• 5.2.3 手自動(dòng)控制比較54-55
• 5.3 汽包壓力階躍實(shí)驗(yàn)55-56
• 5.4 本章小結(jié)56-57
• 第6章 總結(jié)與展望57-59
• 6.1 總結(jié)57-58
• 6.2 展望58-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 攻讀學(xué)位期間公開發(fā)表論文62-63
• 致謝63

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