汽动给水泵油过滤器模糊PID控制的研究

论文摘要

为解决火电厂使用的GYJ1200型汽动给水泵油过滤器自动化程度不高、过滤罐内滤网更换不及时、过滤效果不够稳定的实际运行问题,根据该设备的滤油原理,给出了一种基于模糊PID算法的控制系统。根据GYJ1200汽动给水泵专用油滤器的运行原理,给出了该设备的控制方案,采用PLC实现了对油过滤中粗过滤、反冲洗、细过滤三个环节的控制。解决了滤网更换报警等问题。在油过滤过程中对于油过滤效果影响最大环节在于细过滤环节,而受各种因素的影响使得细过滤过程控制模型难以准确建立。对细过滤环节采用常规PID控制器无法满足系统需求;而模糊控制器本身对消除系统稳态误差的性能比较差,也难以达到较高的控制精度。将模糊控制理论与常规的PID控制算法相结合,在细过滤控制环节上采用模糊PID控制技术实现系统控制要求;利用PID调节器的调节作用从理论上实现系统的稳态误差为零,解决了系统误差问题;同时根据模糊控制的特点,由实际系统的输入输出的结果数据,参考现场操作人员的运行经验,完成了对系统的控制,实现了不用建立精确数学模型就可实时控制。通过MATLAB软件进行了仿真,结果表明,该控制器达到了细过滤滤网内外压差恒定的目的,从而提高了GYJ1200汽动给水泵专用油滤器的过滤精度。该系统的建立,为油过滤器控制提供了有效的方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 国内外现状
• 1.3 过滤理论的发展及应用
• 1.4 模糊PID控制的发展及应用
• 1.5 课题的研究内容与意义
• 2 油过滤器的结构及过滤原理
• 2.1 滤油器的概述
• 2.2 滤油器的滤网选择
• 2.3 滤油器过滤的基础理论
• 2.3.1 过滤的基本理论
• 2.3.2 恒压过滤
• 2.3.3 近代过滤理论
• 2.4 油过滤的影响因素
• 2.5 本章小结
• 3 油过滤器的控制系统设计
• 3.1 油过滤系统的结构设计
• 3.2 油过滤系统的控制要求
• 3.3 油过滤系统的硬件设计结构
• 3.4 油过滤系统的硬件设计方案
• 3.4.1 PLC的特点
• 3.4.2 PLC的设计方案
• 3.4.3 油过滤系统模拟单元的设计方案
• 3.5 油过滤系统齿轮泵的变频调速硬件设计
• 3.5.1 VX-8X系列变频器的原理
• 3.5.2 齿轮泵变频调速控制
• 3.6 油过滤系统的软件设计
• 3.6.1 系统软件配置
• 3.6.2 系统软件设计
• 3.7 本章小结
• 4 油过滤器模糊控制器的设计及仿真
• 4.1 模糊控制器简介
• 4.1.1 模糊控制的特点
• 4.1.2 模糊控制器的控制原理
• 4.1.3 模糊控制器的结构和组成
• 4.1.4 模糊控制器的局限性
• 4.2 模糊控制器的设计
• 4.3 油过滤器模糊控制器的设计
• 4.4 油过滤器模糊控制仿真
• 4.5 本章小结
• 5 油过滤器模糊PID控制器的设计及仿真
• 5.1 PID控制器简介
• 5.1.1 PID控制原理
• 5.1.2 数字PID控制原理
• 5.2 模糊PID控制器
• 5.2.1 模糊PID简介
• 5.2.2 典型模糊PID控制器原理分析
• 5.3 油过滤器模糊PID控制器的设计
• 5.3.1 模糊控制系统结构
• 5.3.2 模糊PID控制系统的原理分析
• 5.3.3 确定模糊控制器的输入变量和输出变量
• 5.3.4 输入量的模糊化和输出量的解模糊
• 5.3.5 规则表
• 5.3.6 模糊推理
• 5.4 油过滤器模糊PID控制仿真
• 5.5 油过滤器模糊PID控制仿真结果的比较分析
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢