模糊控制的研究及其在200MW火电机组仿真机中的应用

论文摘要

随着电力工业的高速发展,火力发电机组正在向着大容量、高参数方向发展。火电机组仿真机作为提高操作人员的素质、降低事故率的重要工具,虽然已经得到了较为普遍的推广和应用,但是随着对机组运行的安全性、经济性要求越来越高,机组运行越来越依赖控制系统的性能及工程师构筑和维护控制系统的能力。这种发展趋势对于仿真机的研究和开发提出了新的课题,使之除了用于进行操作人员的岗前培训之外,还需要向控制系统组态、控制方法研究、系统优化等方向发展。因此目前的火电仿真机控制系统中除了传统的PID控制方法之外,显然还需要更多的智能控制方法来优化仿真机的性能。模糊控制作为智能领域中最具有实际意义的一种控制方法,经过数十年的研究和发展,模糊控制的相关理论和应用研究正在走向深入和完善,取得了一系列的成果。但是目前它在火电仿真机上的应用还比较少。由于模糊控制能模拟人的思维方式,可以对一些无法构造数学模型的被控对象进行有效的控制;因此将模糊控制方法应用到火电仿真机上,并在仿真机上建立模糊控制模块,这不仅能够丰富仿真机的模块库,提高仿真机的性能,而且还可以通过仿真机对模糊控制的方法进行验证和分析,这对于促进模糊控制在实际机组中的应用也是很有帮助的。本文围绕模糊控制在火电机组仿真机上的应用,主要做了以下两方面的工作:(1)分析了锅炉汽包水位的动态特性和传统控制方案,针对200MW火电机组的汽包水位仿真对象,设计了模糊控制器,并在仿真机上建立了模糊控制模块,并进行了调试;(2)在200MW火电机组仿真机上用建立的模糊控制模块与传统的三冲量汽包水位控制系统相结合进行仿真实验,并与传统控制方案进行对比,验证了模糊控制在汽包水位控制上的优越性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 模糊控制的研究现状
• 1.3 火电机组仿真机及其发展现状
• 1.4 本文的创新点
• 1.5 本文的主要内容
• 第2章 模糊控制的基本原理
• 2.1 模糊控制概述
• 2.2 模糊控制的基本原理
• 2.2.1 模糊控制系统的组成
• 2.2.2 模糊控制器
• 2.3 模糊控制器的设计方法
• 2.3.1 模糊控制器的结构设计
• 2.3.2 模糊语言变量的确定及其隶属度函数的选取
• 2.3.3 建立模糊控制规则
• 2.3.4 确定解模糊方法
• 2.3.5 论域、量化因子与比例因子的选择
• 2.4 模糊控制系统的稳定性分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 锅炉汽包水位特性及控制方案分析
• 3.1 锅炉汽包水位控制系统概述
• 3.2 汽包水位的特性分析
• 3.2.1 给水量扰动下水位变化的动态特性
• 3.2.2 蒸汽量扰动下水位变化的动态特性
• 3.3 汽包水位的控制方案分析
• 3.3.1 单冲量控制系统
• 3.3.2 比值控制系统
• 3.3.3 三冲量控制系统
• 3.4 本章小结
• 第4章 火电仿真机中汽包水位模糊控制模块设计
• 4.1 火电机组仿真机简介
• 4.2 锅炉汽包水位对象概述
• 4.3 锅炉汽包水位的模糊控制系统
• 4.4 模糊控制器的设计
• 4.4.1 确定模糊控制模块结构
• 4.4.2 确定输入、输出变量的论域和语言变量
• 4.4.3 确定输入、输出变量的隶属度
• 4.4.4 确定模糊控制规则
• 4.4.5 确定解模糊方法
• 4.4.6 计算查询表
• 4.5 仿真机中模糊控制模块的实现
• 4.6 本章小结
• 第5章 火电仿真机中模糊控制模块的实验和分析
• 5.1 200MW火电机组仿真机概述
• 5.2 200WM火电仿真机上的模糊控制模块实验
• 5.2.1 模糊控制模块动态特性实验
• 5.2.2 给水扰动下的实验
• 5.2.3 蒸汽负荷扰动下的实验
• 5.3 模糊控制模块实验分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果
• 致谢
• 附录