基于MATLAB的锅炉水位模糊控制系统的设计和分析答辩稿

G 01 ( S )
H (S ) 0.037 0.037 Vw （S ) S (1 30 S ) 30 S 2 S
'
K K H (S ) 1 G02 ( S ) ' 2 1 2 VD ( S ) Td S T2 S 1 s T2 S 1
G02 (S )
致谢
大学本科的学习生活即将结束。在此，我要感谢所有曾经 教导过我的老师和关心过我的同学，他们在我成长过程中 给予了我很大的帮助。本文能够顺利完成，要特别感谢我 的导师刘雪梅老师，感谢各位系的老师的关心和帮助。 最后向所有关心和帮助过我的人表示真心的感谢。
模糊推理及控制规则
模糊推理
C ' A' andB'.R R R
i 1 i 49 i
R A' andB'. C
i
C'表示输出模糊量U，Ri代表每一条模糊规则。 4 控制规则 if e and ec then ΔKp if e and ec then ΔKi if e and ec then ΔKd ……
H (S ) 0.037 2.5 VD ( S ) S 15S 1
仿真研究
PID控制系统仿真
系统仿真
仿真波形
模糊系统仿真
模糊PID控制系统
仿真过程
定义输入输出变量和语言隶属度，定义语言变量隶属度
仿真过程
定义模糊控制规则及输出预览
模糊PID仿真图
总结及展望
论文的结构和主要内容
第一部分 第二部分 第三部分 析 第四部分 究 第五部分 主要内容 绪论 控制方法分析 锅炉汽包水位系统特性与控制策略分 锅炉汽包水位控制方法设计与仿真研
总结与展望
本文就锅炉水位控制特性作为研究切入点， 探讨如何解决锅炉水位控制特性提出的问题，建立了锅炉 水位控制特性的数学模型，分别采用PID控制手段和模糊 控制方法来设计锅炉水位控制系统，经过仿真比较得出模 糊控制方法优于PID控制方法。
全文总结 针对工业过程中出现的非线性、大滞后、强耦合、难于控 制的工业锅炉控制对象的特点，在传统PID控制器难以达 到理想控制效果的前提下，结合当前发展比较迅速的模糊 控制理论，使用模糊控制理论和PID相结合的控制器来改 造原有的PID控制方式，结合PID控制中稳态精度高的优 点，使系统保持最优的瞬态参数，易于达到满意的控制效 果 未来工作展望 在锅炉控制系统中，目前只是考虑了每个控制系统中的控 制量，忽略了其他控制系统的参量对本控制系统的影响， 毕竟锅炉控制系统中的各控制量是存在相互耦合的，对整 个锅炉的控制方案在以后的工作中还有待于有更全面的改 近。
传递函数的推导
给水流量主通道传递函数及蒸汽流量干扰通道传递函数
d 2h dh dVw dVd T1T2 T ( Tw KwVw ) ( Td KdVd ) 1 2 dt dt dt dt
G01 ( S )
H (S ) Kw K Vw( S ) T1 S (T2 S 1) S (1 TS )
论文题目：基于MATLAB的锅炉
水位模糊控制系统的设计与仿真
指导教师：

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本文的背景及意义
背景 Βιβλιοθήκη 炉是化工、石油、电力等工业部门的重要热源、能源动力设备，锅炉控制系 统的水平已经成为衡量锅炉性能的一个重 要因素。

意义 对锅炉和工业炉采用计算机和模糊控
制，具有减少环境污染，降低氧化物燃烧 率，提高自动化水平，改善劳动条件等优 点，同时可提高热效率，对实现工业现代 化有一定的促进作用。
模糊控制器的设计
模糊化过程，知识库，模糊推理，反模糊化计算
产生虚假液位的原因
（1）锅炉蒸汽负荷增加使炉管和汽包中汽水混合物的汽、水 比例发生变化（汽容积增加）而引起汽包水位上升（2）蒸 汽流量增加，汽包汽压下降，炉水沸点下降，由于炉水为 饱和水的汽化，使汽包水位随压力下降而升高。总之，由 于存在“虚假液位”现象，当负荷蒸汽流量增加时，汽包 水位开始不但不降反而上升，即先上升后下降；当蒸汽负 荷量突然减小时，则汽包水位变化的情况相反，先降后升 。