基于MATLAB的锅炉水位模糊控制系统的设计和分析

论文摘要

锅炉汽包水位控制系统是火力发电厂中的一个重要的热工控制系统,汽包水位的控制大多采用传统PID控制方式。但是,传统PID控制器参数的整定是在获取对象数学模型的基础上,根据某一整定规则来确定的,不能进行在线调整,难以适应锅炉汽包水位这样一个复杂多变的控制系统,其控制效果往往难以满足要求。本文应用模糊控制技术,设计了一种二输入三输出模糊自整定PID控制器,对锅炉汽包水位进行控制,实现了PID参数的自适应调节。利用MATLAB对控制系统进行仿真。结果表明,该控制器自整定能力及鲁棒性比传统PID控制器更强,响应速度快、精度高,同时对虚假水位有较好的控制效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 锅炉控制系统分类
• 1.2 锅炉汽包水位的控制
• 1.2.1 锅炉汽包水位的特性
• 1.2.2 控制方法的分类
• 1.3 自动化控制方法的发展及现状
• 1.4 控制方法存在的问题和解决方向
• 1.5 本文研究的目的和意义
• 第二章 模糊自整定PID 控制算法的理论基础
• 2.1 常规PID 控制的基本理论
• 2.1.1 PID 控制器简述
• 2.1.2 PID 控制器的结构
• 2.1.3 PID 控制器的分类
• 2.1.4 PID 控制的优缺点
• 2.1.5 智能整定PID 参数
• 2.2 模糊控制的基本理论
• 2.2.1 基本概念
• 2.2.2 模糊控制器的工作原理
• 2.2.3 模糊控制器的优缺点
• 2.3 模糊PID 控制器
• 2.3.1 模糊PID 控制器的基本形式
• 2.3.2 模糊PID 控制器的设计步骤
• 第三章 锅炉汽包水位模糊PID 控制器设计
• 3.1 输入输出变量
• 3.2 隶属函数
• 3.3 模糊规则表
• 3.4 合成推理算法
• 3.5 模糊控制表
• 3.6 参数的自整定算法
• 第四章 MATLAB 仿真研究
• 4.1 MATLAB 仿真环境
• 4.2 流程图
• 4.3 模糊逻辑控制器模块的建立
• 4.4 系统仿真模型的建立
• 4.5 模糊自整定PID 控制与常规PID 控制仿真比较
• 4.5.1 无扰动作用时
• 4.5.2 加入蒸汽流量扰动时
• 4.5.3 加入给水扰动时
• 4.5.4 时间常数改变时
• 结论
• 致谢
• 参考文献