生物質(zhì)氣化是一個(gè)復(fù)雜的物化作用過程。由于受生物質(zhì)化學(xué)成分、含水量、溫度、負(fù)荷擾動(dòng)等參數(shù)影響,生物質(zhì)氣化過程是一個(gè)隨機(jī)干擾多、參數(shù)不確定、有時(shí)滯的動(dòng)態(tài)過程,難以用精確的數(shù)學(xué)模型來描述,常規(guī)的PID控制器不能達(dá)到控制要求。 模糊參數(shù)自整定PID控制器,有機(jī)的結(jié)合了模糊控制和PID控制的優(yōu)點(diǎn)：它不僅結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)異、魯棒性強(qiáng)、調(diào)節(jié)范圍大,而且不需要獲知被控對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型,調(diào)節(jié)迅速,超調(diào)量小,能夠消除穩(wěn)態(tài)誤差；可以滿足對(duì)控制穩(wěn)定性和精確性的要求。 本文以模糊參數(shù)自整定PID控制算法為指導(dǎo),以AT89C52單片機(jī)為控制中心,設(shè)計(jì)了能控制最優(yōu)氣化溫度、最優(yōu)可燃?xì)鉂舛鹊母咝Э刂破�；該控制器具有人工智能的控制特點(diǎn),可以對(duì)大時(shí)滯、有干擾、非線性、無數(shù)模的復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行有效控制；能夠?qū)斎氲母鞣N復(fù)雜數(shù)據(jù)、指令進(jìn)行快速運(yùn)算和處理,并輸出多個(gè)有效電壓,用以控制空氣流量、水蒸氣量、溫度、可燃?xì)鉂舛�。運(yùn)行測試結(jié)果表明,本論文設(shè)計(jì)的高效控制器,具有很強(qiáng)的自適應(yīng)性,能夠很好的對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化及各種干擾做出及時(shí)調(diào)節(jié)和控制,具有很好的穩(wěn)定性及性能指標(biāo),能夠保障氣化過程在高效平穩(wěn)中運(yùn)行。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2012
【中圖分類】：TK6;TP273
【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
1 緒論
    1.1 選題意義和背景
        1.1.1 選題的意義
        1.1.2 選題的背景
    1.2 有關(guān)工業(yè)控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 控制理論發(fā)展過程
        1.2.2 PID控制器的發(fā)展
        1.2.3 目前模糊控制技術(shù)熱點(diǎn)問題和發(fā)展趨勢
        1.2.4 目前國內(nèi)、外固定式生物質(zhì)氣化爐控制裝置現(xiàn)狀
    1.3 解決問題方案主要內(nèi)容及創(chuàng)新之處
        1.3.1 設(shè)計(jì)固定式氣化爐模糊高效控制系統(tǒng)
        1.3.2 設(shè)計(jì)模糊參數(shù)自整定PID控制方式及算法
        1.3.3 研制一臺(tái)模糊參數(shù)自整定的PID高效控制器
2 固定式生物質(zhì)氣化爐工作過程和主要影響參數(shù)
    2.1 固定式生物質(zhì)氣化爐工作過程
        2.1.1 生物質(zhì)原料的烘干釋水過程
        2.1.2 生物質(zhì)原料的熱解揮發(fā)過程
        2.1.3 生物質(zhì)原料的氧化反應(yīng)過程
        2.1.4 生物質(zhì)原料的還原反應(yīng)過程
    2.2 氣化過程主要作用參數(shù)
        2.2.1 氣化溫度
        2.2.2 氣化反應(yīng)時(shí)間
        2.2.3 氣化當(dāng)量比
        2.2.4 水分含量
3 模糊PID參數(shù)自整定控制器算法研究
    3.1 常規(guī)PID控制技術(shù)
        3.1.1 PID控制的基本概念
        3.1.2 數(shù)字PID控制的表達(dá)式
        3.1.3 PID參數(shù)整定方法
        3.1.4 PID控制器的特點(diǎn)
    3.2 模糊控制
        3.2.1 模糊控制理論概述
        3.2.2 模糊控制器的特點(diǎn)
        3.2.3 模糊控制的基本原理
        3.2.4 模糊控制算法的實(shí)現(xiàn)方法
        3.2.5 采樣時(shí)間的選擇原則
    3.3 模糊控制在PID自整定中的應(yīng)用設(shè)計(jì)
        3.3.1 系統(tǒng)的輸入輸出變量確定
        3.3.2 確定PID參數(shù)模糊調(diào)整規(guī)則
        3.3.3 合成推理算法
        3.3.4 反模糊化PID參數(shù)ΔKp、ΔKi、Δ Kd的精確化判斷
    3.4 燃?xì)鉂舛饶：詫?yōu)控制器設(shè)計(jì)
        3.4.1 燃?xì)鉂舛饶：詫?yōu)控制器原理
        3.4.2 燃?xì)鉂舛饶：詫?yōu)控制器有關(guān)計(jì)算
    3.5 水蒸氣水分模糊控制器FSK設(shè)計(jì)
        3.5.1 水蒸氣水分模糊控制器FSK原理
        3.5.2 有關(guān)水蒸氣水分模糊控制器FSK計(jì)算
4 硬件和軟件總體設(shè)計(jì)
    4.1 硬件設(shè)計(jì)
        4.1.1 單片機(jī)選擇
        4.1.2 信號(hào)輸入電路
        4.1.3 控制輸出模塊
        4.1.4 可燃?xì)饬俊L(fēng)量、水蒸氣調(diào)節(jié)閥選擇
        4.1.5 輸入鍵盤和LED顯示電路
    4.2 軟件設(shè)計(jì)
        4.2.1 系統(tǒng)的主要程序流程圖設(shè)計(jì)
        4.2.2 核心控制程序
5 氣化爐控制器的仿真、實(shí)驗(yàn)調(diào)試及分析
    5.1 模糊參數(shù)自整定PID控制器仿真設(shè)計(jì)
        5.1.1 MATLAB系統(tǒng)軟件簡介
        5.1.2 Simulink環(huán)境下仿真設(shè)計(jì)
    5.2 固定氣化爐的實(shí)際溫度控制測試
        5.2.1 控制對(duì)象簡介
        5.2.2 固定氣化爐的溫度控制測試
        5.2.3 氣化爐水蒸氣、CO燃?xì)庾詫?yōu)控制測試
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2858929