船用燃油锅炉燃烧控制系统的研究

论文摘要

油轮作为一种特殊的运输工具,具有许多其他船舶所没有的独特要求的机械设备和系统,燃油锅炉就是其中之一。在油轮上燃油锅炉要确保货油和燃油加热、驱动货油泵等功能的实现。因此,对锅炉燃烧自动控制的研究就显得非常重要。本文在对现有船用燃油锅炉燃烧控制方案的比较和分析的基础上,根据船用锅炉燃烧控制的要求设计了PID神经元网络控制系统。并通过一定的计算机仿真加以验证。本文根据船舶锅炉的工作原理,通过机理建摸的方法,建立了汽压调节对象和水位调节对象的数学模型。并且运用MATLAB仿真软件,对汽压调节对象和水位调节对象,在不同负荷条件和不同控制方式下进行仿真,经过比较验证了PIDNN控制算法的优越性。本文设计的PID神经元网络控制系统中,采用国产MCGS组态软件作为界面显示软件。由于受MCGS组态软件系统本身的限制,本系统的PIDNN控制算法采用开发第三方功能构件的方法,使用VB语言编写算法处理程序,生成包含MCGS接口的PIDNN策略模块,供MCGS进行策略调用。系统的硬件由三部分构成,包括工控机、控制对象和远程I/O。现场设备通过以太网远程I/O挂接到以太网上。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究及意义
• 1.2 本文的主要研究内容
• 1.3 本论文的结构
• 第2章 船用燃油锅炉工作流程及自动化控制介绍
• 2.1 船用燃油锅炉的工作流程简介
• 2.2 燃油锅炉基本组成部分
• 2.3 锅炉的工作过程
• 2.3.1 燃烧过程
• 2.3.2 烟气向水的传热过程
• 2.3.3 水的汽化过程
• 2.4 锅炉自动控制系统简述
• 2.5 锅炉热工参数检测
• 2.5.1 锅炉生产的温度测量
• 2.5.2 锅炉生产的压力测量
• 2.5.3 锅炉生产的流量检测
• 2.5.4 烟气成分测量
• 第3章 锅炉燃烧控制模型的建立
• 3.1 锅炉燃烧控制的主要任务
• 3.2 燃料空气含氧量系统的动态特性分析
• 3.3 锅炉燃烧控制系统的设计思路
• 3.3.1 燃料量改变时蒸汽压力变化的动态特性
• g）改变时蒸汽压力变化的动态特性'>3.3.2 给水量（u_g）改变时蒸汽压力变化的动态特性
• 3.4 锅炉蒸汽压力控制的特点
• 3.4.1 锅炉燃烧双位控制
• 3.4.2 锅炉燃烧多位控制
• 3.5 锅炉汽包水位控制的特点
• 第4章 系统设计
• 4.1 系统的硬件设计
• 4.2 系统的软件设计
• 4.2.1 软件结构
• 4.2.2 MCGS组态软件简介
• 4.3 基于神经元网络的多输入多输出的PID控制（MPIDNN控制系统）
• 4.3.1 系统的特点
• 4.3.2 系统的结构
• 4.3.3 系统的计算方法
• 4.3.4 MPIDNN多变量控制的收敛性和稳定性分析
• 4.4 PIDNN控制算法的实现
• 4.4.1 设计思路
• 4.4.2 PIDNN策略模块设计
• 4.4.3 组态环境的VB编程
• 4.4.4 运行环境中的VB编程
• 4.4.5 MCGS中的PIDNN组态
• 第5章 计算机仿真
• 5.1 替换法
• 5.1.1 欧拉替换
• 5.1.2 双线形替换（图斯汀法）
• 5.2 仿真过程
• 第6章 结论和展望
• 参考文献
• 附录 A
• 附录 B
• 攻读学位期间公开发表的论文
• 致谢
• 研究生履历