论文摘要
模糊控制是一种以模糊集合论、模糊语言变量以及模糊逻辑推理为数学基础的新型计算机控制方法。由于它不依赖于被控对象的精确数学模型,而是模拟人的思维方式来实施控制,因而对于船用锅炉燃烧的控制就具有了传统PID控制所无法比拟的自适应能力。本文首先介绍船用锅炉燃烧系统自动控制的主要任务,并介绍了目前船用锅炉燃烧控制系统研究的现状及发展,以及模糊控制系统的发展及其在控制工程中的应用。然后根据船用锅炉燃烧过程的工作原理,通过对蒸汽压力的动态特性的分析,得到了蒸汽压力调节对象的模型,并通过一定的假设和简化,得到锅炉蒸汽压力近似数学模型。针对船用锅炉这种具有非线性、参数不稳定、难以建立精确数学模型的控制对象,采用传统的PID控制,效果不佳。结合模糊控制理论和PID控制,本文提出用模糊自适应PID控制器实现对船用锅炉主蒸汽压力的控制,空燃比的协调控制采用变偏置双交叉限幅燃烧控制方法。本论文应用MATLAB/SIMULINK对模糊参数自适应PID控制器的锅炉蒸汽压力控制系统模型进行仿真研究。并利用MATLAB/SIMULINK仿真工具对模糊自适应PID控制器的性能作了初步研究。仿真结果表明,明显优于传统PID控制,具有超调量小、响应速度快、稳定性好、适应性强等特点,能够达到预期的控制效果。
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摘要ABSTRACT第1章 绪论1.1 引言1.2 船用锅炉燃烧控制系统的概述1.2.1 船用锅炉1.2.2 燃烧控制系统现状与发展1.3 模糊控制1.4 本论文所做的主要工作第2章 船用锅炉燃烧系统建模2.1 系统建模概述2.1.1 系统建模的目的和意义2.1.2 系统建模方法分类2.2 船用锅炉燃烧过程概述2.3 船用锅炉燃烧系统理论建模2.3.1 蒸汽压力被控对象模型2.3.2 汽压被控对象在燃料量扰动下的动态特性2.4 本章小结第3章 模糊控制3.1 模糊控制的基本原理3.2 模糊控制器3.2.1 模糊控制器的组成3.3 模糊PID控制3.3.1 PID控制器的基本原理3.3.2 引入积分因子的模糊PID控制器3.3.3 Fuzzy-PID复合控制器3.3.4 模糊自适应PID控制器3.4 本章小结第4章 船用锅炉燃烧控制系统的设计4.1 锅炉燃烧控制系统概述4.1.1 工业锅炉燃烧控制系统4.1.2 船用锅炉燃烧控制系统4.2 主蒸汽压力模糊自适应PID控制系统的设计4.2.1 模糊控制器的结构4.2.2 输入变量输出变量的模糊化4.2.3 建立模糊控制规则4.2.4 输出变量的去模糊化4.2.5 PID控制器参数的初整定4.2.6 运用MATLAB工具设计模糊控制器4.3 空燃比的协调控制4.3.1 空燃比的基本概念4.3.2 变偏置双交叉限幅燃烧控制系统4.4 本章小结第5章 船用锅炉燃烧控制系统的计算机仿真研究5.1 MATLAB/SIMULINK软件简介5.2 船用锅炉燃烧控制系统的计算机仿真研究5.3 仿真结果分析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及取得的科研成果致谢
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