毕业设计--基于智能PID的锅炉汽包水位控制系统设计

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1、 目 录 摘摘 要要 . ABSTRACTABSTRACT 1 引言 . 1 1.1 课题背景. 1 1.2 国内发展概况 . 2 2 锅炉汽包水位对象的特点和分析 . 3 2.1 锅炉的工作过程 3 2.2“虚假水位”现象 3 3 锅炉汽包水位控制系统的设计 . 5 3.1 确定控制目标 . 5 3.1.1 锅炉汽包水位控制系统中被控变量的选择. 5 3.1.2 锅炉汽包水位控制系统中的控制变量（操纵量）的选择. 5 3.1.3 锅炉汽包水位控制系统中的扰动. 5 3.2 确定控制方案 5 3.3 设计模型的构造 7 3.3.1 对象模型的构造. 7 3.3.2 汽包水位仿真系统的构造 10

2、 4 控制系统的介绍与设计. 12 4.1 串级控制系统 12 4.1.1 串级控制系统的组成 12 4.1.2 串级控制系统的特点 12 4.1.3 串级控制系统的设计 13 4.2 前馈控制系统 . 15 4.2.1 前馈控制系统的特点. 15 4.2.2 前馈控制系统的结构 15 4.2.3 前馈控制系统的设计 18 5 串级三冲量给水控制系统 . 20 5.1 串级三冲量调节系统的分析 20 5.2 汽包水位串级三冲量 PID 控制系统 21 5.3 锅炉汽包水位的串级三冲量 PID 控制系统 MATLAB 仿真. 23 6.锅炉汽包水位的模糊控制 25 6.1 模糊控制系统的组成 2

3、5 6.1.1 模糊控制器的工作原理. 26 6.1.2 模糊 PID 控制器的设计. 27 6.2 模糊控制系统的建模及仿真 34 结束语 . 40 致谢 . 41 参考文献 42 基于智能 PID 的锅炉汽包水位控制系统设计 I 基于智能 PID 的锅炉汽包水位控制系统设计 摘 要 锅炉是一种复杂的热工系统， 它广泛应用在化工业、 发电、造纸业、 石油业， 是工业生产的重要动力设备。为了保证蒸汽的品质及锅炉本体及人身的安全，汽 包水位是一个重要的参数。 在锅炉中，汽包水位是锅炉运行的重要指标，保持水位在一定范围内是保证 锅炉安全运行的首要条件，水位过低，严重时会引起锅炉爆炸，水位过高，会降

4、 低蒸汽质量，损坏汽轮机 叶片，所以必须对汽包水位进行严格控制。汽包的作 用是进行汽，水分离，汽包的出口为饱和蒸汽。随着锅炉的蒸发量及参数的日益 提高，汽包相对蒸发量的尺寸越来越小;在负荷变化较为频繁的场合，汽包水位 受到的扰动也非常剧烈；另外由于汽包中汽，液两相共存，大量的气泡存在于汽 包的水中，导致了汽包水位的一个特殊现象“虚假水位” ，这种“虚假水位”的 现象给控制造成了许多困难。 关键词 汽包水位/PID 控制/虚假水位 基于智能 PID 的锅炉汽包水位控制系统设计 II Based on Intelligent PID boiler drum water level control

5、system design ABSTRACT The boiler is a typical production process means, has a wide range of applications in various fields of electric power, chemical, metallurgy, building materials, civil. It generates steam can not only provide heat for industrial production process, such as distillation, drying

6、, evaporation, etc, also provide a power source of compressor, turbine, etc. In order to ensure the quality of the steam boiler body and personal safety, the drum level is an important parameter. In the boiler, drum water level is an important indicator of the boiler operation. keep the water level within a certain range is to ensure that the first condition for safe operation of boilers, the water level is too low can cause severe boiler explosion; the water level is too high will reduce th