自适应模糊PID技术在机组加药控制系统中的应用

论文摘要

在火电厂中,水和蒸汽是热力设备中的工质。由于工质中的杂质会引起热力设备腐蚀、结垢、积盐,严重时可引发锅炉“四爆”,影响生产的安全经济运行。为了维持水质的稳定运行,主要采用给水加氨和联氨以及炉水添加磷酸盐等作为水质的重要调节手段。而在向系统加入这些药物的同时,由于其本身存在的副作用会导致其它问题的发生,因此我们必须对加药量进行严格的控制,特别是随着火电厂高参数大容量机组的投产,对水汽品质的控制提出了越来越严格的要求。目前国内开发的加药控制系统,大多都是基于PID调节器的简单算法控制,这在热力系统运行稳定时,勉强能满足要求,而水质调节加药系统具有典型的大滞后、非线性、时变等特性,在负荷波动较大,特别是机组调峰运行时,水流量随着负荷有较大的变化,简单的PID调节则达不到满意的控制效果,会出现调节不及时和“超调”的现象,致使控制品质不好。为了提高系统控制的鲁棒性,自适应性,本课题将模糊控制引入到锅炉给水加药控制系统中来,并设计了一套模糊自动加药控制系统。论文首先阐述了课题研究对象妈湾发电总厂三期加药系统目前存在的主要问题和系统要求,随后介绍了传统PID控制、模糊控制的基本原理,以及模糊控制的设计原则,提出将模糊控制与常规PID控制相结合的思路,设计了自适应模糊PID控制模型。仿真研究了控制器的动态性能,并与常规控制方法进行了比较。仿真结果表明,该策略的控制效果优于常规PID控制,它能适应对象参数的变化,具有较强的鲁棒性和自适应能力。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题的背景和意义
• 1.1.1 我国电力发展概况
• 1.1.2 课题的提出
• 1.2 研究现状及趋势
• 1.3 本文各章节的主要内容
• 第二章 妈湾发电总厂三期加药控制系统的现状和控制要求
• 2.1 妈湾发电总厂三期（#5、6 机组）自动加药控制系统简介
• 2.2 目前该加药系统的缺陷
• 2.3 目前该加药系统的控制要求
• 2.4 本章小结
• 第三章 加药控制系统的研究
• 3.1 加药控制系统对象描述
• 3.2 传统PID控制的特点
• 3.3 模糊控制
• 3.3.1 模糊控制系统组成
• 3.3.2 模糊控制的基本原理
• 3.3.3 模糊控制器设计的基本方法
• 3.4 自适应模糊PID控制
• 3.4.1 自适应模糊PID控制基本特性
• 3.4.2 自适应模糊PID控制基本流程
• 3.5 本章小结
• 第四章 加药系统的仿真分析
• 4.1 仿真语言介绍
• 4.1.1 Matlab 及其Simulink 仿真环境
• 4.1.2 LabVIEW 模糊逻辑工具箱简介
• 4.2 加药模糊控制器的建立
• 4.3 Simulink 仿真比较分析
• 4.3.1 PID参数整定方法综述
• 4.3.2 PID控制系统的仿真
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文