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基于MATLAB的锅炉水位模糊控制系统的设计和分析

作　者: 李中宁
导　师: 王春阳
学　校: 长春理工大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 模糊控制 PID控制 MATLAB仿真锅炉汽包水位
分类号: TP273.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-15
  1.1 锅炉控制系统分类  8
  1.2 锅炉汽包水位的控制  8-12
    1.2.1 锅炉汽包水位的特性  8-11
    1.2.2 控制方法的分类  11-12
  1.3 自动化控制方法的发展及现状  12-13
  1.4 控制方法存在的问题和解决方向  13
  1.5 本文研究的目的和意义  13-15
第二章模糊自整定PID 控制算法的理论基础  15-34
  2.1 常规PID 控制的基本理论  15-22
    2.1.1 PID 控制器简述  15
    2.1.2 PID 控制器的结构  15-17
    2.1.3 PID 控制器的分类  17-20
    2.1.4 PID 控制的优缺点  20-21
    2.1.5 智能整定PID 参数  21-22
  2.2 模糊控制的基本理论  22-29
    2.2.1 基本概念  22-26
    2.2.2 模糊控制器的工作原理  26-28
    2.2.3 模糊控制器的优缺点  28-29
  2.3 模糊PID 控制器  29-34
    2.3.1 模糊PID 控制器的基本形式  30-32
    2.3.2 模糊PID 控制器的设计步骤  32-34
第三章锅炉汽包水位模糊PID 控制器设计  34-48
  3.1 输入输出变量  34-35
  3.2 隶属函数  35-38
  3.3 模糊规则表  38-42
  3.4 合成推理算法  42-45
  3.5 模糊控制表  45-47
  3.6 参数的自整定算法  47-48
第四章 MATLAB 仿真研究  48-56
  4.1 MATLAB 仿真环境  48
  4.2 流程图  48-49
  4.3 模糊逻辑控制器模块的建立  49-51
  4.4 系统仿真模型的建立  51-53
  4.5 模糊自整定PID 控制与常规PID 控制仿真比较  53-56
    4.5.1 无扰动作用时  53-54
    4.5.2 加入蒸汽流量扰动时  54-55
    4.5.3 加入给水扰动时  55
    4.5.4 时间常数改变时  55-56
结论  56-57
致谢  57-58
参考文献  58-59

基于MATLAB的锅炉水位模糊控制系统的设计和分析

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