智能模糊控制技术在换热器控制系统中的应用

论文题目: 智能模糊控制技术在换热器控制系统中的应用

论文类型: 硕士论文

论文专业: 控制理论与控制工程

作者: 张亚萌

导师: 董峰

关键词: 换热器,模糊控制,控制,预估控制,仿真

文献来源: 天津大学

发表年度: 2005

论文摘要: 换热器是一种用来进行热量交换的工艺设备,被广泛应用于动力工程领域以及其它一些过程工业部门。在换热器系统中,其出口介质温度的准确地测量和有效控制是优质、高产、节能和安全生产的重要条件。所以,换热器出口水温的控制是工业过程很重要的研究课题。本文研究汽——水换热器的控制,控制任务是:通过调节载热体(蒸汽)的流量来控制换热器出口水的温度维持所需值,提高出水品质,保证产品质量,并最大限度地利用能源。目前,对换热器出口水温的控制大都采用传统的PID控制。但是,由于换热系统这种被控对象具有纯滞后、大惯性、参数时变的非线性特点,传统的PID控制往往不能满足其静态、动态特性的要求,所以,必须寻求一种先进的控制方法。本文在换热器出口水温的控制中,从基本模糊控制器的结构、原理出发,分析、讨论了影响系统性能的若干问题,对基本的模糊控制器的主要环节作了改进,提出了基于自调整加权因子的智能积分模糊控制器,该控制器控制规则采用带加权因子的解析表达式,并引入智能积分环节,通过MATLABSIMULINK工具仿真试验证明,该控制器提高了控制系统的动、静态性能,且具有结构简单、待整定参数少、控制规则简便、易实现、调试方便、适应性强等特点,成功地实现了换热器出口水温的控制。在本论文研究中,作者完成了以下几方面的内容:1.分析了二维模糊控制器的影响因素,及需要解决的主要问题。2.对模糊控制器的主要环节作了改进,设计了基于自调整加权因子的智能积分模糊(II-Fuzzy)控制器的框架结构。3.对换热器静、动态性能进行了分析,建立了被控对象的数学模型。4.通过MATLABSIMULINK工具构建控制系统仿真程序,并对控制过程进行仿真试验,分析所设计的模糊控制器的动、静态性能。5.为了说明智能模糊控制器控制算法的优越性,也设计出PID控制、Smith预估控制等多种控制方案,并给出仿真结果,进行控制效果的比较。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

目录

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 选题的背景及意义

1.3 模糊控制的发展概况

1.4 换热器的运行控制

1.4.1 换热器运行控制的现状

1.4.2 模糊控制运用于换热器控制

1.5 课题研究的主要内容及意义

第二章 换热系统的数学模型

2.1 换热器控制系统分析

2.1.1 换热器构造及工作原理

2.1.2 被控参量的选择

2.1.3 被控对象的特性

2.2 被控对象数学模型的建立

2.2.1 数学模型的低阶近似法

2.2.2 K、T、τ参数的确定

第三章 基本模糊控制器

3.1 模糊控制的原理

3.2 常规模糊控制器设计

3.2.1 模糊化过程

3.2.2 模糊化方法

3.2.3 建立模糊控制器的控制规则

3.2.4 模糊推理与模糊判决

3.2.5 建立基本模糊查询表

3.3 常规模糊控制器存在问题分析

第四章 基于修正因子自调整的智能积分模糊控制器的设计

4.1 归一模糊量化

4.2 基于修正因子自调整的解析模糊控制规则

4.3 智能积分II（Intelligent Integral）环节

4.3.1 智能积分原理

4.3.2 在模糊控制系统中引入智能积分环节的方案

4.4 基于修正因子自调整的II—Fuzzy 控制器结构

第五章 换热系统模糊控制的仿真试验及结果

5.1 仿真软件简介

5.2 基于换热器水温的II—Fuzzy 控制系统的仿真

5.2.1 仿真结构图的建立

5.2.2 系统的阶跃响应仿真

5.2.3 两种系统的抗干扰性能仿真

5.2.4 鲁棒性比较

5.2.5 两种控制方案仿真结果的比较

5.3 三种控制器在换热器水温控制系统中的仿真比较

5.3.1 PID 控制

5.3.2 Smith 预估控制

5.3.3 三种控制器控制性能的比较

5.3.3.1 阶跃响应性能的比较

5.3.3.2 抗干扰性的比较

5.3.3.3 系统的鲁棒性比较

5.3.3.4 比较结果

结束语

参考文献

在攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

发布时间: 2007-04-17

参考文献

• [1].基于遗传算法的模糊控制器优化研究[D]. 杨燕.安徽理工大学2007
• [2].变论域模糊控制器的研究[D]. 杨光兴.华北电力大学（河北）2009
• [3].基于规则的模糊控制器的改进[D]. 戴如俊.哈尔滨理工大学2007
• [4].基于解析结构的模糊控制器的设计[D]. 黄卫华.武汉科技大学2002
• [5].基于FPGA的模糊控制器的设计与实现[D]. 赵东方.江苏大学2005
• [6].利用遗传算法优化模糊控制器参数研究[D]. 方文茂.长春理工大学2016
• [7].典型模糊控制器的分析和极限结构[D]. 刘伟霞.天津大学2010
• [8].神经网络自组织模糊控制器的设计及应用[D]. 刘琳.辽宁工程技术大学2007
• [9].模糊控制精度提高的策略研究[D]. 李建勇.长沙理工大学2014
• [10].基于遗传算法的模糊控制器在主汽温中的应用研究[D]. 王晓丽.华北电力大学（河北）2007

相关论文

• [1].基于模糊控制的恒温控制器的研制[D]. 赵玉侠.吉林大学2006
• [2].基于模糊控制的无刷直流电动机调速系统研究[D]. 戚鹏.西北工业大学2007
• [3].模糊控制技术在恒温恒湿空调中的研究与应用[D]. 陈明.西安建筑科技大学2007
• [4].基于模糊控制理论的热油炉控制系统研究[D]. 杜道广.山东大学2007
• [5].模糊控制技术在电热锅炉温度控制系统中的应用研究[D]. 王丽娟.湖南大学2007
• [6].模糊—串级控制在换热器温度控制系统中的应用[D]. 冯立川.北京化工大学2007
• [7].基于单片机的模糊控制方法及应用研究[D]. 刘宏伟.武汉理工大学2007
• [8].基于模糊控制的Smith预估器的改进研究和设计[D]. 邹治军.合肥工业大学2005
• [9].基于Smith预估器的模糊PID控制方法研究[D]. 崔颖.大连理工大学2006
• [10].模糊控制在换热器过程控制中的应用[D]. 朱珍.重庆大学2003

标签：换热器论文;  模糊控制论文;  控制论文;  预估控制论文;  仿真论文;