基于PI-Fuzzy复合控制的混凝剂自动加药系统

论文摘要

锅炉补给水预处理系统对热电厂安全、高效、长期稳定运行有重大影响。混凝剂加药系统是预处理系统中一个重要环节,但是现在的PID控制不能满足生产需要,这直接影响到后续水处理环节。本文根据实际生产情况,设计了一种PI-Fuzzy复合控制器,并且将前馈控制环节引入到控制系统中,解决了混凝剂自动加药系统的非线性、时变和时滞的难题。本文根据锅炉补给水预处理系统工艺特点,深入分析了混凝剂加药控制系统存在的问题:⑴浊度反馈控制有明显的时滞性;⑵影响反应沉淀池出水浊度的非线性因素众多,很难建立精确的数学模型。对这两个存在的问题,本文提出了解决的办法:一是针对单回路反馈控制的不足,选择前馈加反馈的控制方案,解决了加药系统存在时滞性的问题。二是模糊控制系统能将专家的控制经验和知识表示成控制规则,然后模糊控制器通过这些规则去控制系统,特别适用于数学模型未知的、非线性系统的控制。本文设计了一种PI-Fuzzy复合控制策略来实现混凝剂加药系统自动控制,该系统以沉淀池出水浊度偏差和偏差变化率作为输入变量,变频器频率作为输出变量,避开了复杂的数学模型,解决了传统PID控制尚未能妥善处理的问题,能较好的满足生产需要,具有较强的可行性和实用性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 锅炉补给水处理的重要性
• 1.3 混凝剂自动加药系统的控制方法
• 1.3.1 人工控制阶段
• 1.3.2 自动控制阶段
• 1.3.3 智能控制阶段
• 1.4 本文研究的内容
• 1.5 论文章节安排
• 第二章 锅炉补给水预处理系统特性分析
• 2.1 锅炉补给水预处理系统工艺流程
• 2.2 混凝加药控制技术难点
• 2.2.1 浊度反馈控制有明显的滞后性
• 2.2.2 影响反应沉淀池出水浊度的因素众多
• 2.3 本章小结
• 第三章 加药系统标称模型设计及仿真
• 3.1 标称模型控制系统设计
• 3.1.1 混凝控制的目的
• 3.1.2 引入PI-FUZZY 复合控制
• 3.1.3 引入进水流量比例前馈控制
• 3.2 加药系统标称模型的建立
• 3.2.1 受控对象标称模型的建立
• 3.2.2 前馈调节器模型的建立
• 3.2.3 反馈通道模型的建立
• 3.3 标称控制系统余差分析
• 3.4 加药系统标称模型仿真
• 3.5 本章小结
• 第四章 加药系统模糊控制器设计
• 4.1 模糊控制器的语言变量选择
• 4.2 输入语言变量的模糊化
• 4.3 语言变量的赋值表
• 4.4 建立模糊状态表
• 4.5 本章小结
• 第五章 加药控制系统的实现
• 5.1 控制方案的确定
• 5.2 加药过程DCS 与仪表设计
• 5.2.1 DCS 系统
• 5.2.2 浊度计
• 5.2.3 变频器
• 5.2.4 计量泵
• 5.3 自动加药装置系统及组态图
• 5.3.1 前馈控制器的输入
• 5.3.2 模糊控制器的输入
• 5.3.3 模糊控制器和PI 控制器的内部参数设置
• 5.3.4 模糊控制器的输出
• 5.3.5 FUZZY/PI 控制系统的切换
• 5.3.6 手/自动的切换
• 5.4 调试结果
• 5.5 本章小结
• 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文