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中储式钢球磨制粉系统机理分析与模糊控制

作 者: 荆晶
导 师: 孙建平
学 校: 华北电力大学(河北)
专 业: 控制理论与控制工程
关键词: 模糊控制 中储式磨煤机制粉系统 解耦 仿真
分类号: TM621.2
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 63次
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内容摘要


本文主要对磨煤机制粉系统进行了机理分析,并研究了模糊控制技术在中储式磨煤机制粉系统中的应用。针对球磨中储式制粉系统强耦合、多变量的特性,为了减少各回路间造成的影响,制定了模糊规则进行解耦,采用PID控制器进行闭环控制,并对解耦后的控制系统进行了解耦能力、抗干扰能力、鲁棒性和稳定性的测试。上述控制系统的仿真结果表明,本文所设计的模糊规则解耦控制系统具有较好的解耦能力、抗干扰能力和鲁棒性,使球磨机制粉系统的控制品质有了明显的提高。还将模糊控制与自适应理论相结合并对PID参数进行自整定,通过仿真实验验证了模糊自适应PID控制制粉系统的可行性。因此本文对此类多变量系统的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

全文目录


中文摘要  4
英文摘要  4-7
第一章 绪论  7-12
  1.1 选题背景及研究意义  7
    1.1.1 选题的背景  7
    1.1.2 选题研究意义  7
  1.2 课题研究现状  7-11
    1.2.1 球磨机制粉系统控制的现状  7-9
    1.2.2 模糊控制国内外发展现状  9-11
  1.3 本文所进行的工作  11-12
第二章 模糊控制基础理论与模糊控制器  12-30
  2.1 模糊控制的数学基础  12-14
    2.1.1 模糊集合的定义  12-13
    2.1.2 模糊集合的描述方法  13-14
    2.1.3 模糊关系运算及其合成  14
  2.2 模糊控制理论基础  14-18
    2.2.1 精确量的模糊化方法  14-15
    2.2.2 模糊推理及其模糊量的非模糊化方法  15-18
  2.3 模糊控制器设计的基本方法  18-30
    2.3.1 模糊控制器的模糊化设计  19-22
    2.3.2 模糊控制规则的设计及模糊推理  22-29
    2.3.3 解模糊  29-30
第三章 球磨机制粉系统动态特性和参数模型  30-39
  3.1 中间储仓式钢球磨制粉系统工作原理及能量分析  30-31
    3.1.1 中间储仓式制粉系统工作原理  30-31
    3.1.2 能量分析  31
  3.2 钢球磨煤机的动态特性  31-35
    3.2.1 钢球磨煤机负荷(压差)的阶跃响应特性  32-34
    3.2.2 钢球磨煤机入口负压的阶跃响应特性  34
    3.2.3 钢球磨煤机出口温度的阶跃响应特性  34-35
  3.3 钢球磨煤机动态特性特点  35-36
    3.3.1 三被控参数的动态特性差别较大  35
    3.3.2 三被控参数相互耦合严重  35-36
    3.3.3 干扰因素较多  36
    3.3.4 磨煤机差压信号迟延大曲线陡  36
  3.4 磨煤机动态特性对控制系统的影响  36-37
    3.4.1 测量参数不能真实反映被调量的大小  36
    3.4.2 调控手段少于被控参数  36
    3.4.3 被控三参数的耦合造成常规控制系统的振荡  36-37
  3.5 钢球磨煤机制粉系统的数学模型  37
  3.6 球磨机制粉系统对象特性小结  37-39
第四章 模糊规则解耦应用于球磨机制粉系统  39-50
  4.1 解耦设计  39-40
    4.1.1 对角矩阵综合法  39
    4.1.2 单位矩阵综合法  39-40
  4.2 模糊规则拟合方法  40-45
  4.3 控制方案  45
  4.4 仿真研究  45-50
第五章 模糊自适应 PID 在磨煤机制粉系统控制中的应用  50-60
  5.1 模糊自适应 PID 控制器的原理  50-51
  5.2 控制器的结构  51
  5.3 PID 参数自整定原则  51-52
  5.4 算法设计  52-54
    5.4.1 精确量的模糊化  52-53
    5.4.2 量化因子和比例因子  53
    5.4.3 隶属度函数  53-54
  5.5 模糊自适应PID 调节器抗干扰性和鲁棒性仿真试验  54-60
第六章 总结  60-61
  6.1 本文的主要工作和结论  60
  6.2 存在的问题和未来的研究方向  60-61
参考文献  61-64
致谢  64-65
在学期间发表的学术论文和参加科研情况  65

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 发电、发电厂 > 发电厂 > 火力发电厂、热电站 > 锅炉及燃烧系统
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