毕业设计论文之模糊控制在燃煤锅炉中的应用

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模糊控制在锅炉燃烧系统的应用研究

模糊控制在锅炉燃烧系统的应用研究
模糊控制是一种基于模糊集合和模糊逻辑的控制方法，它不需要精确的数学模型和精
确的控制规则，能够处理模糊和不确定的信息，并且具有良好的鲁棒性和适应性。

在锅炉
燃烧系统中，模糊控制可以用来控制燃烧的空气流量、燃料流量和燃烧温度。

模糊控制的关键步骤包括建立模糊化输入输出变量、定义模糊规则库、进行模糊推理、进行去模糊化计算和根据反馈调整模糊规则库。

在锅炉燃烧系统中，输入变量可以是炉膛
风量、燃料量和燃烧温度，输出变量可以是燃烧效率和废气排放浓度。

模糊规则库可以根
据经验和专家知识建立，通过对输入变量的模糊化和模糊规则库的推理，可以得到一个模
糊输出，然后进行去模糊化计算，得到实际的输出结果。

在实际应用中，还需要根据反馈
调整模糊规则库，以提高控制效果和系统稳定性。

模糊控制在锅炉燃烧系统中的应用有很多优点。

首先，它可以处理模糊和不确定的信息，能够适应不同的环境和工况。

其次，它对系统的建模要求较低，不需要精确的数学模型，能够快速实现控制。

最后，它具有好的适应性和鲁棒性，在实际应用中能够处理各种
复杂的工业控制问题。

然而，模糊控制在锅炉燃烧系统中的应用也存在一些限制和挑战。

首先，模糊控制依
赖于模糊化处理和模糊规则库的建立，这需要专业的知识和经验，并且难以精确地描述系
统的动态行为。

其次，需要针对不同的工况和环境来设计模糊规则库，这需要大量的实验
和测试工作，极大地增加了系统开发和调试的难度。

此外，模糊控制的响应速度相对较慢，不适合需要快速响应的应用场景。

模糊PID控制在锅炉燃烧系统中的应用

摘要：以北方稀土２０ｔ／ｈ燃气锅炉为研究对象，首先阐述传统ＰＩＤ对燃气锅炉燃烧系统的控制作用，随后提出燃气锅炉模糊ＰＩＤ控制方案，并探究模糊ＰＩＤ控制系统的实现过程，最终通过ＭＡＴＬＡＢ软件对两种控制系统的控制效果进行仿真和比较。结果表明：模糊ＰＩＤ控制的燃烧系统更稳定、效率更高，具有更强的
第２期（总第２０１期）
２０１７年４月
机械工程与自动化ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＩＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ＆ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮ
ＮＯ．２
Ａｐｒ．
文章编号：１６７２ — ６４１３（２０１７）０２ — ０１８０ — ０３
使水变为蒸汽，为工业生产及生活供暖提供热能。目
前，我国工业化水平在逐步提高，人们对环境质量的要求也越来越高，因此燃煤锅炉正逐渐被燃气锅炉所替代，然而燃气锅炉燃烧控制系统具有明显的非线性、大时滞性、强耦合性，由于燃气锅炉燃烧控制系统的这些特点，设计一套稳定高效的燃气锅炉燃烧控制系统就成为燃气锅炉发展的一大重点问题。针对这一问题，本文设计了一套模糊ＰＩＤ控制系统对燃气锅炉的燃烧控制系统进行优化，并通过ＭＡＴＬＡＢ仿真对其优化效果进行验证。１传统ＰＩＤ燃烧控制系统的综合分析燃气锅炉燃烧控制系统主要达到的控制目的有以下两点：（１）保证锅炉产生的蒸汽以设定的压力平稳输出。当用户用汽量减少时，则锅炉产汽量大于用户所需蒸汽量；当用户用汽量增大时，则锅炉产汽量将小于用户所需蒸汽量。当锅炉负荷产生变化时，锅炉炉膛压力将产生变化，锅炉的燃烧控制系统将通过改变燃烧强度的方式来调整产生偏离的蒸汽压力值，使之尽

基于模糊Smith控制的燃烧炉温控系统的工业应用

ＦＳ编辑器窗口的各个菜单选项配合，就能得到需Ｉ要的模糊推理系统。在Ｓｍｕｉｋ中有相应的Ｆｚｉｌｎｚｕｙ
ＬｇｃＢｏｋ，将其拷贝到用户建立的Ｓｕｉｋ仿ｏｉｌｃｍｉｌｎ
的控制策略应用于煅烧炉温控系统中，与传统的控
制方法相比具有更好的控制效果，很好的满足了工业煅烧的工艺要求。２ＦｚｙＳｔ控制ｕｚ－ｍｉｈＳｔｍｉｈ预估控制在解决蒸汽煅烧炉这种大滞后被控系统时，被认为是最有效的途径，但传统的Ｓｔ估控制中的控制器是一个ＰＤ控制器，由ｉｍｈ预Ｉ于ＰＤ控制是基于被控对象精确模型而设计的，因Ｉ此对于蒸汽煅烧炉这样的缺乏精确模型、参数时变
可视化工具。ＦｚｏｉＴｏｂｘ提供的ＦＳ编ｕｚＬｇｃｏｌｏｙＩ辑器，给出了有关模糊推理系统的各种信息，利用
预估控制能很好地消除滞后因素的影响并改善系统的稳定性和响应特性。本文基于煅烧的工艺特点，
将模糊控制与Ｓｔｉｍｈ预测控制相结合，得到一种新
据现场工人的操作经验，通过人工操作的方式来控制煅烧炉，这种传统的控制策略不易获得满意的控制效果，生产效率低、能耗高、质量不稳定。ｍｉＳｔｈ
进行仿真。ＦｚｏｉＴｏｌｏｕｚＬｇｃｏｂｘ是进行模糊推理ｙ和模糊控制器仿真的软件工具包，集成了ＦＳ编辑Ｉ器、隶属函数编辑器、模糊规则器、规则浏览器等
Ｇ（ｊ：ｉｓ；ｒ）：丽ｉ
１
．

模糊控制在锅炉燃烧系统的应用研究

模糊控制在锅炉燃烧系统的应用研究锅炉是一种重要的能源设备，广泛应用于工业和家庭中。

在锅炉的燃烧过程中，燃料和空气的混合比例对燃烧效率和排放物的生成有重要影响。

由于燃料的质量和供应的波动，以及环境条件的变化，燃料和空气的混合比例往往难以精确控制。

为了解决这个问题，模糊控制技术可以应用在锅炉燃烧系统中。

模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法，适用于处理不确定性和模糊性的问题。

在锅炉燃烧系统中，模糊控制可以通过建立模糊规则来控制燃料和空气的混合比例。

需要确定输入变量和输出变量。

在锅炉燃烧系统中，输入变量可以是燃料流量、空气流量和锅炉负荷，输出变量可以是燃烧效率和废气排放物的浓度。

在实际应用中，锅炉燃烧系统的模糊控制器可以通过传感器来获取输入变量的值，并根据模糊规则来计算输出变量的值。

然后，控制器通过执行相应的控制策略来调整燃料和空气的混合比例，以实现良好的燃烧效果和低排放。

模糊控制可以处理不确定性和模糊性的问题。

在锅炉燃烧系统中，燃料的质量和供应的波动，以及环境条件的变化，都会影响燃料和空气的混合比例。

而模糊控制可以通过模糊推理方法来处理这些不确定性和模糊性，从而获得更好的控制效果。

模糊控制在锅炉燃烧系统中具有广泛的应用前景。

通过建立模糊规则来控制燃料和空气的混合比例，可以提高锅炉的燃烧效率和降低排放物的生成。

模糊控制技术通过处理非线性关系和不确定性，为锅炉燃烧系统的控制提供了一种有效的方法。

未来，随着模糊控制技术的进一步发展，锅炉燃烧系统的性能和能源利用效率将得到进一步提升。

模糊控制在锅炉温控系统中的应用

模糊、定、不确不完全的信息中导出精确控制作用的思
维过程，以提高复杂或不确定的对象控制性能．可这里采用Ｂｎ — ａｇ控制、Ｉ控制及模糊控制ａｇＢｎＰＤ这３种控制算法组成复合控制器，制实验室中的小控型锅炉．实验结果表明，复合控制器综合了Ｂｎ — ａｇａｇＢｎ控制的快速性、Ｉ控制的准确性及模糊控制对被控ＰＤ对象非线性有一定自适应能力的优点，统性能可以系获得较大提高．
确定性．这就要求控制理论能为处理复杂的控制问题
提供更为有效的控制策略．在近十年中，模糊控制迅速发展．糊控制通过模模仿人的模糊决策的推理功能，将人们实施控制过程中的经验通过模糊运算转化为实际的定量的精确控制作用，现了定性知识和定量控制的统一．实它模拟了人从
于设定值时，交流调压器控制电阻丝加热升温．
２１模糊控制器设计．
矩阵表示有
｛Ｅ【Ｅ × 堡 × ＤＣ＝
（１）
其中，是Ｄ转置后再 “ 直 ” 显然Ｄ是一单列向拉，量．这样可将多输入转换为单输入．在计算出每一条模
１系统结构
这里的被控对象是ＬＣ１小型锅炉，Ｐ一Ｉ１控制系统总
合控制方案，即在ＰＤ控制的基础上融人模糊控制和Ｉ
Ｂｎ－ａｇ控制．误差很大时采用简单的Ｂｎ — ａｇＢｎ在ａｇＢｎ控制，速克服扰动；误差较小时，用ＰＤａｇ以快在采Ｉ

毕业设计(论文)-基于模糊控制算法的锅炉燃烧控制系统的研究模板

基于模糊控制算法的锅炉燃烧控制系统的研究摘要模糊控制是一种以模糊集合论、模糊语言变量以及模糊逻辑推理为数学基础的新型计算机控制方法。

由于它不依赖于被控对象的精确数学模型，而是模拟人的思维方式来实施控制，因而对于锅炉燃烧的控制就具有了传统PID控制所无法比拟的自适应能力。

本文以2台50t/h燃煤锅炉的燃烧控制为课题，以改进原有PID控制为目的，以当前发展比较迅速的模糊控制理论为手段，提出了采用8051单片机控制变频器改变给煤机、引风机和送风机转速的设计方案，实现了燃烧过程的计算机控制。

系统对锅炉燃烧进行监控，通过传感器采样信号，计算是否达到最佳含氧量、最佳风煤比，来控制给煤量、引风量和送风量，使燃烧达到最佳热效率和提高锅炉运行的经济效益。

用MATLAB对应用模糊自整定PID控制器的锅炉燃烧控制系统模型进行仿真研究。

针对锅炉这种具有非线性、参数不稳定、难以建立精确数学模型的控制对象，采用传统的PID控制，效果不佳。

结合模糊控制理论和PID控制，本文提出用模糊自整定控制器实现对锅炉的控制。

并利用MATLAB仿真工具对模糊自整定PID控制器的性能作了初步研究。

仿真结果表明，明显优于传统PID控制，具有超调量小、过渡时间短、稳定性好、适应性强等特点，能够达到预期的控制效果。

关键词：锅炉；模糊自整定控制；单片机；系统仿真Research On The Boiler Burning Control System Based On Fuzzy Control AlgorithmAbstractFuzzy control is a fuzzy set theory，fuzzy linguistic variables and fuzzy logic mathematical basis of the new computer-controlled method. Because it does not rely on accurate mathematical model of the controlled object，but simulate human thinking to implement a control，thus for boiler combustion control is having the adaptability of traditional PID control can’t match.In this paper，two 50t/h coal-fired boilers’ burning control system was studied as its thesis，the primary PID controller was improved as its purpose，and fuzzy control theory developed rapidly at Present was applied as its means. The design scheme is that controlling transducers change rotate speed of supplying coal electromotor，fan，and blower using 8051 micro-controller. It realized computer control of burning process. This system finished supervisory control of boiler burning，sampled signals through sensor and calculated the signals whether reached the best content of oxygen and the best wind-coal ratio. Using it controls the quantity of coal，entering wind and sending wing for reaching the best thermal efficiency of burning and improving economy benefit of boiler running. Simulation of boiler burning control system was also performed to study the controller’s self-adaptive fuzzy control by MATLAB.Aiming at the nonlinear object of boiler with instability parameter and difficult building math model，using traditional PID controller can’t reach the best effect. Combining fuzzy control theory and PID control，an adaptive controller to control boiler is proposed in this paper. And the capability of the self-adaptive fuzzy controller was studied using MATLAB simulation. Simulation result shows Fuzzy-PID is better thanPID controller. Fuzzy-PID has many characteristics，such as small exceeded value，short transition，better stability and strong adaptability etc，and can reach anticipative control effect.Keywords：boiler；self-adaptive fuzzy controller；SCM；simulation目录摘要 .................................................................................................................................. I Abstract .............................................................................................................................. I I 第1章绪论 .. (1)1.1引言 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3研究对象及设计内容 (2)第2章链条燃煤锅炉的控制 (4)2.1 链条燃煤锅炉系统的简介 (4)2.1.1 燃煤链条锅炉的结构 (4)2.1.2 锅炉工作过程 (5)2.1.3 锅炉的主要控制系统 (6)2.2 锅炉燃烧系统的动态特性 (6)2.2.1 燃料传送过程 (6)2.2.2 燃料燃烧过程 (7)2.2.3 蒸汽形成过程 (7)2.3 锅炉供暖系统的控制要求 (7)2.4 锅炉燃烧控制系统框图 (9)2.4.1 给煤调节系统的设计 (9)2.4.2 送风调节系统的设计 (12)2.4.3 引风调节系统的设计 (13)2.4.4 炉膛负压调节系统 (14)2.5 计算机控制系统 (14)2.5.1 计算机控制系统一般概念 (14)2.5.2 计算机控制系统设计原理 (15)第3章控制算法 (16)3.1 引言 (16)3.2 PID控制 (16)3.3 模糊控制 (18)3.3.1 模糊控制器 (18)3.3.2 模糊控制系统原理框图 (20)3.4 模糊—PID复合控制 (20)3.4.1 PID参数模糊自整定控制原理 (21)3.4.2 PID参数Fuzzy整定模型 (22)3.4.3 模糊自整定PID控制器 (23)3.5 简化的模糊—PID控制 (24)3.5.1 二维模糊控制 (25)3.5.2 三维模糊控制 (26)3.6 链条锅炉燃烧控制方案 (27)第4章系统硬件设计 (29)4.1 硬件结构 (29)4.2 系统功能 (30)4.3 硬件配置 (31)第5章软件设计 (35)5.1 软件设计原则 (35)5.2 软件实现功能 (35)5.3 主程序流程图 (36)5.4 锅炉点火子程序 (37)5.5 A/D采样子程序流程图 (38)5.6控制算法子程序流程图 (39)第6章系统仿真 (40)6.1 仿真工具介绍 (40)6.2 供暖锅炉燃烧控制系统仿真 (40)第7章结论 (43)7.1 设计完成的主要工作 (43)7.2 尚待完善的工作 (43)参考文献 (44)谢辞 (45)第1章绪论1.1引言随着城市建设的迅速发展，北方地区冬季供热面积的不断扩大，如何科学有效的控制和管理供热系统，提高供热的经济效益和社会效益，成为当前急需解决的重要课题。

模糊控制在锅炉水位控制中的应用研究

图３示。输出的比例因子Ｋｕ＝０８３所．３，输出变量的解模糊采用加权平均法。
Ｇｆ坐：Ｓ：
’ Ｄｆ）Ｓｌ５＋ｌ
１．锅炉汽包水位的动态特性
锅炉给水控制的操纵变量是给水流量，Ｅ的是使汽包水位维持在给定的范围１内。锅炉汽包水位受汽包中储水量及水位下气泡容积的影响。而水位下气泡容积与
期懿蔫墼意翥
０曩－一
当蒸汽流量变化，存在 “ 假水虚位 ” 现象。系统特性可表示为：
根据锅炉汽包水位的动态特点，采用模糊控制器实现对水位的控制。仿真的对
比结果表明，模糊控制相对于常规ＰＤＩ控制，可明显提高系统的性能，对虚
控制中的应用研究
陈小云福建工程学院机电及自动化工程系５０１５０４
节阀采用线性阀，增益为１２。
２２模糊控制器
模糊控制器采用二维结构形式，即以误差ｅ及误差变化ｅ为模糊控制器的ｃ作输入信号，根据二者模糊化的结果查询模糊控制表，得到控制量的模糊量，再经去模糊化处理转化为精确量去控制执行机构。控制器结构如图２。
３００ｍｍ水柱，流量计量程为１０／；所２ｔＨ有变送器均采用ＤＩ型组合仪表，最大ＤＺＩ电流为１ｍＡ，故ｏ０【ｏ及ｏ分别【【

模糊控制在火力电厂300MW机组煤粉炉炉侧系统设计中实践验证论文

模糊控制在火力电厂300MW机组煤粉炉炉侧系统设计中的实践与验证摘要：目前我国火力电厂300mw机组存在的最大问题就是工作效率不高，完全不能达到设计时的要求与标准，究其原因就是在稳定性、均匀性等方面的控制性能不高。

而在煤粉炉控制过程中，则受到众多因素的干扰与影响，使控制系统不能很好地发挥其应有的作用。

模糊控制系统作为一种有效的自动控制方式，对于提高煤粉炉工作效率、控制系统的可靠性等方面都有着相当积极的意义。

本文通过对模糊控制的介绍及其在实际操作中的应用设计作简单论述。

关键词：火力电厂；300mw机组；煤粉炉；模糊控制；系统设计；实践；验证中图分类号：tm73文献标识码：a文章编号：1009-0118（2012）05-0221-02随着我国社会经济的快速发展，在城市建设中对于电力资源的需求缺口也日益增大，基于此，中小型火力电厂的建设项目也逐年增加。

与此同时，如何提升火力电厂的工作效率成了电力企业急需解决的重大课题之一，将模糊控制理论应用到火力电厂300mw机组煤粉炉控制系统中就是一个比较科学合理的控制方法。

一、模糊控制概述所谓模糊控制理论就是非线性控制的一种，发展于21世纪的70年代，作为新型的控制计算法，它并不需要详细知晓控制对象的数学模型结构，同时相比于普通的控制系统来说，它具有的鲁棒性更强、稳定性更好。

模糊控制能够在控制过程中自动寻找最优化的控制方案，即自寻优的特点。

模糊控制的技术优势表现为：（一）它在解决传统计算方法问题的同时，又将传统计算方法优点保留下来，从而使得整个控制系统在硬件上得到了最大优化，能够将大惯性、纯滞后原因造成的系统运行中的不良影响进行有效消除。

另外对系统压力变化、煤种变化所造成的影响也能够通过模糊控制的自动修正功能进行解决。

（二）模糊控制所提供的最优控制解决方案并不是一个固定值，也不依靠系统控制人员进行预设的，而是根据系统运行的实际情况并利用在线搜索的方式为系统提供一个最切合实际的控制方案。

模糊控制在锅炉中的应用

模糊控制在锅炉中的应用摘要:目前,我国现有很多工业和民用中小型锅炉,其中大部分自动控制水平很低,存在燃烧不彻底、排烟氧含量偏高、排烟热损失大等问题,直接造成了锅炉热效率低下和大量能源的浪费,同时也给环境带来很大的污染,所以实现锅炉的计算机控制具有重要的意义。

采用西门子300PLC为开发平台,设计模糊自整定PID控制器应用于工业锅炉控制系统克服了锅炉控制系统的大惯性、非线性等特点,并结合PID控制稳态精度高的特点,使控制系统有良好的控制效果。

在研究模糊控制与传统PID控制相结合的基础上,以工业锅炉为对象,设计了一套完善、实用的自动控制系统。

关键词:模糊控制;PID;自整定;锅炉;PLC 1控制系统方案设计将锅炉汽包水位控制系统作为主要研究内容,汽包水位是锅炉运行代写论文中的一个重要参数,它体现出锅炉产生的蒸汽量和给水量之间的动态平衡关系,是锅炉安全运行的重要条件。

汽包水位高会使过热器的受热面结垢而被烧坏;而汽包水位过低则会破坏汽水循环,造成水冷壁管供水不足而被烧毁,甚至引起锅炉爆炸。

锅炉水位自动控制的任务就是控制给水流量,使其适应蒸发量的变化,维持汽包水位在允许的范围内。

将模糊控制算法引入该系统,利用模糊控制易于实现对复杂对象控制的特点,将有经验的操作人员和专家的控制经验应用于控制过程,根据人工控制规则组织控制决策表,然后由该表决定PID参数的输出值,与传统的PID控制相结合,根据锅炉汽包水位运行过程中出现的不同状态和扰动,在线实时的对PID参数整定,使系统运行中保持合适的瞬态参数,易于维持汽包水位在设定值。

针对锅炉汽包水位控制系统特点,将蒸汽流量作前馈信号和给水流量作控制信号,设计了三冲量控制系统。

锅炉汽包水位的三冲量控制方式。

汽包水位采用三冲量控制,将蒸汽流量作为前馈信号,把给水流量作为控制信号,组成汽包水位的三冲量控制系统。

系统硬件配置。

控制器主要由PLC构成,采用西门子300PLC为开发平台。

模糊PID控制在燃烧系统中的应用

些：
（４）当负偏差较小，偏差变化中等时，控制量适当减些；（５）当负偏差较小，偏差变化很小时，控制量减一点儿；（６）当负偏差几乎为零，偏差变化也几乎为零时，控制
量保持不变；上面提到的控制策略是一组用自然语言表达的定性的
不精确的判定规则，也就是根据人们的操作经验总结出来的规则，这一组规则称为模糊算法，它是由一系列模糊语句组成的。如果用计算机模仿这一过程，这就是模糊控制。由系统输出的观测量ｙ（ｔ）和给定值ｒ（ｔ），经过采样和Ａ／Ｄ转换得到一个确定的数字量，这就是操作人员凭借眼睛、耳朵等传感器官得到的清晰量（或说精确量），但这些量反映到人的大脑里已经不是一个精确量而是一个模糊量了。例如：测量到温度值本来是一个精确量了，但反映在人脑里成为温度高或低这样的模糊量了，从客观存在的精确量通过传感器官达到人的大脑，这一过程实际上是一个精确量的模糊化过
中图分类号：ＴＰ２７３．４
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２ — １３８８（２０１５）０４．０１６９．０２
ＰＩＤ调节是经典的控制方法，它解决了大量的生产过程的参数控制问题。但燃烧系统是一个具有大惯性、纯滞后、分布参数非线性的系统，ＰＩＤ调节以及双交叉限幅ＰＩＤ控制在燃烧系统中控制效果不理想、超调量和响应时间的矛盾不能解决、系统抗干扰的能力比较差。在焙烧炉的控制中，采用双交叉限幅控制和模糊控制相结合的方法，选用西门子公司的Ｓ７ — ４００实现了双交叉限幅和模糊控制，控制精度高，反映快，得到了比较好的控制效果。

基于模糊PID控制的锅炉减温减压系统的研究毕业论文

基于模糊PID控制的锅炉减温减压系统的研究毕业论文目录1绪论 (1)1.1课题的背景与意义 (1)1.1.1课题背景 (1)1.1.2课题的意义 (1)1.2减温减压系统的历史发展及现存问题 (2)1.2.1国内外研究的现状 (2)1.2.2智能控制算法在锅炉减温减压系统中的应用现状 (3)1.2.3锅炉减温减压系统存在的问题 (6)1.3本文的研究内容及开展工作 (6)2 减温减压系统的工作原理及结构设计 (7)2.1引言 (7)2.2减温减压系统的工作原理 (7)2.3减温减压系统的组成部分 (8)2.3.1减温减压阀 (8)2.3.2给水调节阀 (9)2.3.3安全阀 (12)2.3.4传感器 (13)2.4减温减压阀关键参数与冷凝水及其流量的研究与计算 (14)2..4.1冷凝水的水质要求 (14)2.4.2冷凝水额定流量的计算 (15)2.4.3减温减压阀流通能力Cv (15)2.4.4二次蒸汽在管道中的额流速计算 (17)2.4.5减温减压阀节流降压级数的确定 (18)2.4.6节流套筒开孔面积计算 (18)2.4.7减温减压阀阀芯开孔面积计算 (19)2.4.8节流小孔的排布方式 (20)2.4.9降噪量的计算 (21)2.5新型文丘里式喷水减温器的入口线形设计 (22)2.5.1喷水器工作原理 (22)2.5.2影响吸收长度的因素 (22)2.5.3容纳蒸汽流量范围 (23)2.5.4容纳蒸汽的流量范围 (23)2.6给水调节阀的参数计算 (24)2.6.1给水调节阀的流通能力Cv的计算 (24)2.6.2冷凝水在管道中的流速 (25)2.7本章小结 (25)3利用有限元分析减温减压阀的节流套筒 (27)3.1ANSYS有限元分析软件以及解题过程 (27)3.1.1有限元软件简介 (27)3.1.2有限元分析方法的解题过程 (27)3.2模态分析理论与意义 (27)3.2.1模态分析理论简介 (28)3.2.2模态分析的意义 (28)3.3建立节流套筒动力方程 (28)3.4节流套筒的模态分析 (30)3.4.1有限元模型的建立 (30)3.4.2 材料属性及实常数 (30)3.4.3网格划分 (31)3.4.4加载与求解 (32)3.4.5计算结果 (32)3.4.6结果分析 (33)4 二次蒸汽温度控制理论研究 (35)4.1PID控制 (35)4.1.1PID控制原理 (35)4.1.2PID控制器参数的整定 (36)4.2模糊控制理论 (37)4.2.1模糊控制的基本原理 (38)4.2.2模糊规则库 (39)4.3模糊PID控制器的设计 (39)4.3.1确定模糊PID控制器的结构 (39)4.3.2精确量的模糊化处理 (40)4.3.3建立模糊PID控制器的控制规则 (43)4.3.4确定模糊变量的隶属度函数 (45)5 二次蒸汽温度控制系统的仿真研究 (48)5.1系统仿真与仿真软件简介 (48)5.1.1系统仿真的概念 (48)5.2二次蒸汽温度控制系统特性研究及模型时变 (48)5.2.1建立二次蒸汽温度控制系统模型 (48)5.2.2二次蒸汽温度控制系统模型的辨识 (49)5.3基于常规PID控制的仿真研究 (51)5.4基于模糊PID控制的仿真研究 (52)5.5常规PID控制与模糊PID控制在外部扰动下的仿真分析 (53)结论 ....... .. (56)致谢 (57)参考文献 (58)附录 (60)附录A (60)附录B (62)1绪论1.1课题的背景与意义1.1.1课题背景蒸汽是现在工业最重要的二次能源，在许多工业领域中有着重要地位。

模糊控制在锅炉过热系统中的应用

导前区：Ｗ５一（）惰性区：（）Ｗｚ５一整个汽温对象：５一ｗｗ５ｗ（）（）（）（）２（）３（）４
降负荷或启停时，蒸汽流量的变化与压力的变化
是耦合的，即流量增大，力上升；量减少，压流压
维普资讯
第１６卷
第２期
北京石油化工学院学报
ＪｕｎｌｆｅｇＩｓｉｔｆｏｒａｏｉｎｎｔｕｅｏＢｊｉｔ
Ｐｅｒ－ｈｅｉａｃｎｏｏｇｔｏｃｍｃｌＴｅｈｌｙ
Ｖｏ．１ＮＯ．１６２
计的固定参数ＰＤ串级控制难以适应系统大Ｉ
范围的特性时变，对运行工况的适应性很差，很难取得满意的控制效果。笔者提出了模糊多模型控制方法。对若干
Ｃ和Ｃｚ别为环节中工质的平均定压ｐ分比热和环节出口工质的定压比热；为工质流过整个受热管的平均时间；ａ。称为动态参数；为金属蓄热时间常数；Ｖ和分别为环节容积和环节内工质的平
对若干典型工况点建立固定模型，设计相应的局域控制器，而用Ｔ— ｓ模糊模型合成出协调控制系并进统的全局控制器，决了多模型切换过程中存在的扰动问题。仿真结果验证了该方法的有效性。解
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模糊控制在锅炉燃烧系统的应用研究

模糊控制在锅炉燃烧系统的应用研究一、锅炉燃烧系统的特点锅炉燃烧系统受多种因素影响，包括燃料性质、锅炉负荷、空气供给等。

这些因素的复杂交互使得燃烧系统具有以下特点：1. 非线性：燃烧系统的工作状态随着燃料种类、负荷大小等因素的变化而变化，系统的动态特性呈现非线性。

2. 不确定性：燃料燃烧过程中受到影响的因素众多，例如燃烧空气的湿度、燃烧物料的含水量等，这些因素的不确定性使得系统难以精确建模。

3. 耦合性：燃烧系统中涉及燃料供给、空气调节、燃烧过程等多个子系统，子系统之间存在相互影响和耦合效应。

由于上述特点，传统的PID控制在应对锅炉燃烧系统的复杂性和变化性时往往表现出局限性，因此需要借助更加智能的控制方法来提高系统的控制精度和鲁棒性。

二、模糊控制原理模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法，其核心思想是将模糊的、不确定的概念映射到控制动作上，从而实现对复杂系统的控制。

模糊控制的基本原理包括模糊化、模糊推理和解模糊化三个步骤。

1. 模糊化：将输入输出的实际值通过隶属度函数映射为隶属度，从而将实际值转化为模糊概念。

2. 模糊推理：通过一系列模糊规则，将模糊概念的输入映射为模糊概念的输出。

3. 解模糊化：将模糊推理得到的模糊输出通过解模糊函数映射为具体的控制信号。

模糊控制通过对于模糊概念的处理，可以处理非线性、不确定性和耦合性等问题，具有较强的适应性和鲁棒性，在工业控制中得到了广泛的应用。

三、模糊控制在锅炉燃烧系统中的应用实例1. 燃料供给控制燃料供给是锅炉燃烧系统中的重要环节，直接影响到燃烧过程的稳定性和能效。

传统的PID控制方法难以应对燃料性质变化和工况波动对供给控制的影响，而采用模糊控制方法可以通过对燃料供给的模糊化处理，建立燃料供给的模糊控制规则库，实现对燃料供给的智能化控制。

通过实际案例的应用表明，模糊控制可以有效应对燃料性质和负荷波动对燃料供给的影响，提高了燃烧系统的稳定性和能效。

四、模糊控制在锅炉燃烧系统中的未来发展趋势随着智能控制技术的不断发展，模糊控制在锅炉燃烧系统的应用将不断得到拓展和深化。

模糊控制在炉温控制中的应用

2.3. 模糊判决
通过模糊推理得到的结果是一个模糊集合或者隶属函数，但在实际使用中，特别是在模糊逻辑控制中，必须用一个确定的值才能去控制伺服机构。在推理得到的模糊集合中取一个相对最能代表这个模糊集合的单值的过程就称作解模糊或模糊判决(Defuzzification)。模糊判决可以采用不同的方法，用不同的方法所得到的结果也是不同的。理论上用重心法比较合理，但是计算比较复杂，因而在实时性要求较高的系统不采用这种方法。最简单的方法是最大隶属度方法，这种方法取所有模糊集合或者隶属函数中隶属度最大的那个值作为输出，但是这种方法未考虑其他隶属度较小的值的影响，代表性不好，所以它往往用于比较简单的系统。介于这两者之间的还有几种平均法：如加权平均法、隶属度限幅元素平均法等。下面介绍各种模糊判决方法，并以“水温适中”为例，说明不同方法的计算过程。这里假设“水温适中”的隶属函数为 U(xi)={X: 0.0/0+0.0/10+0.33/20+0.67/30+1.0/40+1.0/50+0.75/60 +0.5/70 +0.25/80+0.0/90+0.0/100} (1)重心法所谓重心法就是取模糊隶属函数曲线与横坐标轴围成面积的重心作为代表点。理论上应该计算输出范围内一系列连续点的重心,但实际上是计算输出范围内整个采样点(即若干离散值)的重心。这样，在不花太多时间的情况下，用足够小的取样间隔来提供所需要的精度，这是一种最好的折
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模糊控制在炉温控制中的应用
人的经验是一系列含有语言变量值的条件语句和规则，而模糊集合理论能十分恰当地表达具有模糊性的语言变量和条件语句。因此，模糊集合理论描述人的经验就有着得天独厚的长处。很明显，把人的经验用模糊条件语句表示，然后，用模糊集合理论对语言变量定量化，在用模糊推理对系统的实时输入状态进行处理，产生相应的控制决策。这无疑是一种新颖的方法。这样就产生了模糊控制器。模糊控制器对被控对象的控制采用的是人类的模糊控制意念。这种模糊控制意念是以模糊控制语句来描述的。在模糊控制语句中，含有人类对环境的模糊检测和对被控对象的模糊命令。这一系列意念就是模糊控制规则，只不过是用模糊控制语句来表达而已。这些模糊控制语句可以采用条件语句的形式化格式表示。用 t 表示环境温度，分别用 SU、UH、SH、MH、BH 表示合适、微高、稍高、较高、高；而用 v 表示电风扇转速，用 ST、LO、MI、FA、VF 分别表示停止、低速、中速、较快速、快速，则可以以 if---then 格式表示如下 if t=BH then v=VF if t=MH then v=FA if t=SH then v=MI if t=UH then v=LO if t=SU then v=ST 在上述语句中，环境温度 t 所取的合适(SU)、微高(UH)、稍高(SH)、较高(MH)、高(BH)是人对环境的模糊检测结果，所以都是模糊量；电风扇的转速 v 所取的停止(ST)、低速(LO)、中速(MI)、较快(FA)、快速(VF) 是人对电风扇转动所给出的模糊命令，也是模糊量。

模糊控制在火电厂燃烧控制系统中的应用与研究

（二〇〇八年六月本科毕业论文学校代码： 10128 学号： 041203079题目：模糊控制在火电厂燃烧控制系统中的应用与研究学生姓名：郝春燕学院：电力学院系别：动力工程及其自动化专业：热能与动力工程班级：热动（电）04-3指导教师：王胜捷副教授郭锦涛讲师摘要锅炉燃烧系统是火电厂中的一个重要环节。

由于燃烧系统的被控对象是非线性、时变、大死区、多变量耦合的复杂系统，没有确切的数学模型，对其采用常规PID控制难以获得令人满意的控制效果。

在这种情况下，将先进的现代控制理论应用于计算机控制系统中，完善锅炉燃烧控制系统，越来越受到广大电力生产企业的关注。

本文针对火电厂燃烧控制系统进行了理论研究，由动态特性分析，确定被控对象的传递函数。

然后，结合模糊控制的基本理论，经过解决输入量的模糊化、控制规则的建立和输出量的精确化三大问题，在给煤-主汽压力控制系统中引入单模糊控制器，并运用MATLAB中的SIMULINK系统建立常规PID控制系统仿真模型和单模糊控制系统仿真模型，进行仿真试验。

最后，通过仿真结果对比得出：模糊控制器的控制性能总体优于常规PID控制器，它不仅具有良好的动态特性，而且具有较强的环境适应能力。

关键词:火电厂；燃烧控制系统；模糊控制；SIMULINK仿真AbstractThe combustion system of boiler is a kind of important form in modern electric power production. But the controlled object of power station burning system is the complex system of timing change, big lagging and multi-variable coupling, it is difficult to adopt the routine PID to obtain the satisfactory control result, because there is no accurate mathematical model. In the case, adopting advanced modern control theory in computer control system and improving boiler burning system have been concerned by more and more electricity enterprises.This article has conducted the fundamental research in view of the thermoelectric power station combustion control system, and determined the transfer function of controlled object by dynamic analysis. Then, combined with fuzzy control's elementary theory, solve the three problems of determining the input domain ,establishing the fuzzy control rules and converting input parameters to fuzzy data. And in bolier supply coal-main steam pressure control system of power plant using the SIMULINK system of MATLAB establish the conventional PID control system simulation model and Single Degree Fuzzy control system simulation model,then carries on the simulation testing. Finally, we obtains through the simulation result contrast: The fuzzy controller's control performance overall surpasses the conventional PID controller. it not only has the good dynamic characteristic, and has the strong environment adaptiveness.Keyword: fire power station; combustion control system; fuzzy control; The SIMULINK目录第一章绪论 (1)1.1 模糊控制在火电厂燃烧控制系统中应用的意义 (1)1.1.1 火电厂燃烧控制系统优化的必要性 (1)l.1.2 模糊控制应用于火电厂燃烧控制系统中的优势 (2)1.2 火电厂燃烧控制系统的发展概况 (3)1.3 本文所做的工作 (4)第二章火电厂燃烧控制系统的理论基础 (5)2.1 火电厂燃烧控制系统概况 (5)2.1.1 燃烧控制系统的基本任务及特点 (5)2.1.2 燃烧控制系统中控制对象的动态特性分析 (6)2.1.3 燃烧控制系统组成的基本原则 (10)2.2 锅炉燃烧控制系统分析 (11)2.2.1 燃料控制系统 (11)2.2.2 送风控制系统 (13)2.2.3 引风控制系统 (16)第三章模糊控制的理论基础 (18)3.1 模糊控制的发展概况 (18)3.2 模糊控制系统的指标问题 (19)3.3 基本模糊控制器的设计方法 (19)3.3.1 精确量的模糊化 (20)3.3.2 模糊控制器的控制规则 (21)3.3.3 输出信息的模糊判决 (22)第四章火电厂燃烧系统单模糊控制系统的设计 (23)4.1 单模糊控制思想在燃烧系统的提出 (23)4.2 给煤—主汽压力模糊控制器的设计 (23)模糊控制器结构的确定 (23)4.2.2 模糊控制赋值表的确定 (24)模糊控制规则的建立 (24)模糊查询表的建立 (25)4.3 给煤-主汽压力控制系统结构的设计 (26)第五章系统仿真与应用 (26)5.1 仿真技术及仿真软件 (27)5.1.1 MATLAB软件介绍 (27)5.1.2 模糊逻辑工具箱介绍 (27)5.2 仿真研究 (29)5.2.1 输入、输出量的设置 (29)5.2.2 模糊控制规则的设置 (29)5.2.3 用SIMULINK构建系统结构图 (31)5.3 仿真对比 (32)结论 (35)参考文献 (35)谢辞 (38)第一章绪论模糊控制在火电厂燃烧控制系统中应用的意义火电厂燃烧控制系统优化的必要性在电力工业中，火力发电是现代电力生产中的一种主要生产形式。

模糊控制在燃煤注汽锅炉控制系统中的应用的开题报告

模糊控制在燃煤注汽锅炉控制系统中的应用的开题报告一、课题背景燃煤注汽锅炉作为一种常见的加热设备，在工业和民用领域被广泛使用。

为了保证其运行效率和安全性，需要建立一个可靠的控制系统。

传统的控制方法通常是基于经典控制理论，通过数学模型描述系统动态行为，并设计合适的控制器来实现对系统的控制。

然而，由于燃煤注汽锅炉的复杂性和不确定性，传统控制方法往往难以获得理想的控制效果。

此外，由于燃煤注汽锅炉的工况和负荷变化较大，需要在不同的工况下对控制系统进行重新调整，增加了控制系统的工作量和复杂性。

模糊控制作为一种基于经验的控制方法，可以通过模糊化处理来处理控制对象的不确定性问题，并在一定程度上减少了对系统模型的要求。

因此，模糊控制在燃煤注汽锅炉控制系统中具有一定的应用前景。

二、研究目的本研究旨在探究模糊控制在燃煤注汽锅炉控制系统中的应用，包括：1. 建立燃煤注汽锅炉的数学模型，分析其动态特性和控制要求。

2. 对比传统控制方法和模糊控制方法，在不同的负荷和工况下对燃煤注汽锅炉进行控制仿真，并评价两种控制方法的性能指标。

3. 探究模糊控制方法在燃煤注汽锅炉控制系统中的应用前景，分析其优势和不足之处，并提出相应的改进措施。

三、研究内容和方法本研究的主要内容包括：1. 建立燃煤注汽锅炉的数学模型，包括水位模型、汽量模型和温度模型等，对模型结构、参数及边界条件进行分析。

2. 设计传统控制系统和模糊控制系统，包括控制环节、输入输出变量及具体控制策略。

3. 进行控制仿真，包括负荷和工况的变化，并对控制效果进行评价，包括稳态误差、响应速度、稳定性和鲁棒性等指标。

4. 分析模糊控制在燃煤注汽锅炉控制系统中的优缺点，提出改进措施，并探究模糊控制在燃煤注汽锅炉控制系统中的应用前景。

本研究将采用数值分析和控制仿真的方法，分别建立燃煤注汽锅炉的数学模型和控制系统模型，并通过MATLAB等软件对其进行仿真实验，对比传统控制方法和模糊控制方法的控制效果。