本文關(guān)鍵詞：模糊控制在燃燒控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

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【摘要】：21世紀(jì)以來,我國經(jīng)濟(jì)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(jī)組和超超臨界機(jī)組正在全國推廣。鍋爐是火電機(jī)組的重要組成部分,爐內(nèi)燃燒效率較低,是造成火電機(jī)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(huì)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(jīng)典PID控制器作為鍋爐燃燒控制系統(tǒng)的控制單元,但是隨著機(jī)組發(fā)電量的增大與智能化的推廣,采用智能控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)組高度自動(dòng)控制必將成為火電機(jī)組未來的發(fā)展方向。本文以某600MW火電機(jī)組燃燒系統(tǒng)為被控對象,研究了變論域模糊PID控制器在火電機(jī)組中的應(yīng)用情況。首先,分析了燃燒系統(tǒng)的三個(gè)子系統(tǒng)的對象特性與控制現(xiàn)狀,闡述了模糊控制的控制原理,根據(jù)各個(gè)子系統(tǒng)的控制特性建立相應(yīng)的模糊控制策略,并結(jié)合變論域控制與模糊自整定PID控制器的優(yōu)點(diǎn),提出了函數(shù)型變論域模糊自整定PID控制器的控制思路。其次,根據(jù)不同工況下各個(gè)子系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,分析系統(tǒng)階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn),結(jié)合系統(tǒng)ee-(5)相軌跡曲線與對象特性,推導(dǎo)出各個(gè)系統(tǒng)的模糊規(guī)則表,并在Simulink軟件中仿真驗(yàn)證了控制效果。最后,針對函數(shù)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(jì)算對比適應(yīng)度函數(shù)J獲得伸縮因子最優(yōu)解。燃料量系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方案的可行性。
【關(guān)鍵詞】：鍋爐燃燒控制 變論域模糊控制 粒子群算法 MATLAB仿真
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(jié)構(gòu)特點(diǎn)9
• 1.1.2 我國火電機(jī)組發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.2 鍋爐燃燒系統(tǒng)優(yōu)化策略研究現(xiàn)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(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 模糊控制在火電機(jī)組中的應(yīng)用現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本文的主要內(nèi)容13-15
• 第2章 火電機(jī)組燃燒過程自動(dòng)控制系統(tǒng)15-26
• 2.1 火電機(jī)組燃燒系統(tǒng)概況15-17
• 2.1.1 火電機(jī)組燃燒控制系統(tǒng)的任務(wù)15-16
• 2.1.2 火電機(jī)組燃燒控制系統(tǒng)的特點(diǎn)16-17
• 2.2 燃燒過程被控對象動(dòng)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(tǒng)的基本構(gòu)成20-21
• 2.3.2 各控制系統(tǒng)的基本控制方案21-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 變論域模糊自整定PID控制器的設(shè)計(jì)26-38
• 3.1 模糊集合的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)26-28
• 3.1.1 模糊集合及運(yùn)算26-27
• 3.1.2 隸屬函數(shù)與模糊關(guān)系27-28
• 3.2 模糊控制器的基本結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)流程28-33
• 3.2.1 選擇控制器的結(jié)構(gòu)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(shí)現(xiàn)方法37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第4章 變論域模糊PID控制器在燃燒控制系統(tǒng)中的仿真應(yīng)用38-53
• 4.1 燃料量控制系統(tǒng)仿真分析38-47
• 4.1.1 變論域模糊PID控制器的控制結(jié)構(gòu)38-39
• 4.1.2 模糊規(guī)則的推導(dǎo)39-42
• 4.1.3 仿真模型搭建42-45
• 4.1.4 仿真實(shí)驗(yàn)45-47
• 4.2 送風(fēng)控制系統(tǒng)仿真分析47-50
• 4.2.1 送風(fēng)控制系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)48
• 4.2.2 模糊規(guī)則的推導(dǎo)48-49
• 4.2.3 仿真實(shí)驗(yàn)49-50
• 4.3 引風(fēng)控制系統(tǒng)仿真分析50-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第5章 基于PSO的變論域模糊PID在燃料量控制系統(tǒng)中的應(yīng)用53-59
• 5.1 函數(shù)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(shè)計(jì)思路54-56
• 5.4 基于PSO的變論域模糊PID在燃料量系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)56-57
• 5.5 本章小結(jié)57-59
• 第6章 總結(jié)與展望59-61
• 6.1 總結(jié)59
• 6.2 展望59-61
• 參考文獻(xiàn)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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