鍋爐蒸汽溫度模糊控制器的設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

1、畢業(yè)論文開(kāi)題報(bào)告電氣工程及自動(dòng)化鍋爐蒸汽溫度模糊控制器的設(shè)計(jì)一、綜述本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說(shuō)明選題的依據(jù)和意義隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展我國(guó)的電力系統(tǒng)正在發(fā)生著一場(chǎng)巨大的改革。計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷成熟，通信技術(shù)所覆蓋的領(lǐng)域越來(lái)越大，控制理論及信息處理技術(shù)也在不停地向前發(fā)展，新材料、新工藝正在代替?zhèn)鹘y(tǒng)的材料與工藝。這些都推動(dòng)了電廠控制技術(shù)的進(jìn)步，各種技術(shù)之間的聯(lián)系越來(lái)越緊密，給電廠自動(dòng)化控制帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇。眾所周知，電能不僅是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，也是保障日常生活秩序的重要依靠。隨著近些年我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)電的需求也是越來(lái)越大，電力系統(tǒng)的不斷擴(kuò)大，對(duì)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化控制技術(shù)水平的要求也

2、越來(lái)越高，其中對(duì)電廠鍋爐蒸汽溫度的控制精度的要求也是越來(lái)越高。鍋爐蒸汽溫度在電廠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方面有著相當(dāng)重要的地位，同樣對(duì)防止鍋爐超溫也有很大的作用。為了保證電廠在運(yùn)行當(dāng)中的安全，也為了保證對(duì)現(xiàn)代化生產(chǎn)與日常生活的電量供給，所以對(duì)電廠鍋爐蒸汽溫度控制的研究是一項(xiàng)重要的任務(wù)。到目前為止我國(guó)的發(fā)電廠還是主要以火電廠為主，在我國(guó)電力工業(yè)中占據(jù)著重要的地位，是我國(guó)重點(diǎn)能源工業(yè)之一。在我國(guó)火電廠鍋爐中燃煤爐占有最大的比重，生產(chǎn)蒸汽的主要設(shè)備還是以鍋爐為主。精確控制電廠鍋爐蒸汽溫度有以下幾方面的好處：（1）提高電廠汽輪機(jī)組可靠運(yùn)行。保證機(jī)組可靠地、安全地工作是電廠的首要任務(wù)，電廠熱力系統(tǒng)的復(fù)雜性，在平時(shí)如

3、果單靠工作人員來(lái)進(jìn)行管理與監(jiān)測(cè)的話，是一項(xiàng)很難完成的任務(wù)，而且也很有可能因?yàn)槿藛T的誤操作引起事故，對(duì)電廠造成損失。（2）提高電廠汽輪機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電廠裝上自動(dòng)化裝置后能使機(jī)組運(yùn)行地更加穩(wěn)定與安全，所以對(duì)電廠的經(jīng)濟(jì)性也有很大程度的幫助，可以為電廠減少一些維修與檢修的費(fèi)用支出，也可提高電廠的熱效率，降低煤耗與熱耗。（3）改善勞動(dòng)條件。在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，可以減少工作人員的日常工作量，為工作人員減少了不少負(fù)擔(dān)。工作人員在日常工作時(shí)除了在機(jī)組的啟動(dòng)和停止的時(shí)候需要操作以外，在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)只需要在控制室監(jiān)視機(jī)組運(yùn)行情況即可。（4）提高生產(chǎn)效率同時(shí)起到提高經(jīng)濟(jì)效益的作用所以精確控制電廠鍋爐蒸汽溫度在

4、安全、可靠的范圍之內(nèi)對(duì)推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著巨大的意義。傳統(tǒng)PID控制經(jīng)過(guò)這么多年的發(fā)展，已經(jīng)形成了一套比較完善、成熟的理論，在現(xiàn)在的自動(dòng)控制領(lǐng)域還是占據(jù)著比較大比重，但是隨著被控對(duì)象的越來(lái)越復(fù)雜，傳統(tǒng)PID控制已經(jīng)無(wú)法再滿足一些系統(tǒng)的控制要求了。模糊控制雖然起步較晚，到現(xiàn)在也還沒(méi)有較完善的理論，但是它對(duì)那些復(fù)雜的、非線性系統(tǒng)的控制性能卻要優(yōu)于傳統(tǒng)PID控制。自動(dòng)控制理論經(jīng)歷了經(jīng)典控制和現(xiàn)代控制兩個(gè)重大的發(fā)展階段，其理論已經(jīng)非常成熟與完善了。但是隨著被控系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜以及一些外界因素的干擾，對(duì)于一些被控系統(tǒng)已經(jīng)很難再建立起非常有效的數(shù)學(xué)模型，在這種情況下傳統(tǒng)控制理論就很難再滿足系統(tǒng)的控制性能

5、了，這時(shí)就要運(yùn)用新興的模糊控制了。模糊控制就是利用模糊集合理論，把人的模糊控制策略轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)所能接受的控制算法，進(jìn)而實(shí)施控制的一種理論和技術(shù)。它可以模擬我們?nèi)祟惖乃伎挤绞?，這就可以對(duì)一些無(wú)法建立起有效數(shù)學(xué)模型的被控對(duì)象進(jìn)行模糊控制來(lái)達(dá)到系統(tǒng)的控制要求。現(xiàn)在，模糊控制已經(jīng)被應(yīng)用于許多方面，不僅僅是在工業(yè)上，而且也在社會(huì)學(xué)、生物學(xué)及醫(yī)學(xué)等其它領(lǐng)域得到了很好的應(yīng)用。在模糊控制中最重要的就是模糊控制器的設(shè)計(jì)，模糊控制器最為模糊控制的核心，它設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上的好壞直接影響了模糊控制性能的優(yōu)劣。發(fā)電廠從鍋爐汽鼓出來(lái)的飽和蒸汽經(jīng)過(guò)過(guò)熱器繼續(xù)加熱，使蒸汽溫度達(dá)到一定的要求溫度后，再去推動(dòng)汽輪機(jī)工作。每一種鍋爐與汽

6、輪機(jī)組都有一個(gè)規(guī)定的運(yùn)行溫度，在這個(gè)溫度下機(jī)組的效率最高。如果溫度過(guò)高，會(huì)使汽輪機(jī)的壽命大大縮短，如果溫度過(guò)底，當(dāng)蒸汽帶動(dòng)汽輪機(jī)作功時(shí)，會(huì)使部分蒸汽變成小水滴，沖擊汽輪機(jī)葉片，造成生產(chǎn)事故，因此要求控制溫度的誤差在很小的范圍內(nèi)變化。電廠鍋爐蒸汽溫度自動(dòng)控制的主要任務(wù)是使過(guò)熱器出口蒸汽溫度不超出某一個(gè)范圍，并且起到保護(hù)過(guò)熱器的作用，使管壁溫度在允許的工作溫度之內(nèi)。要使電廠鍋爐運(yùn)行地質(zhì)量達(dá)到一定的要求，就要嚴(yán)格控制電廠的過(guò)熱汽溫。過(guò)熱氣溫的高或者低都會(huì)在很大的程度上影響電廠機(jī)組的安全運(yùn)行與電廠運(yùn)行地經(jīng)濟(jì)效益。鍋爐蒸汽溫度具有大滯后、大慣性的特點(diǎn)，并且動(dòng)態(tài)特性隨機(jī)組負(fù)載變化而變化，運(yùn)行過(guò)程中擾動(dòng)多、

7、難控制。鍋爐蒸汽生產(chǎn)過(guò)程中的大多數(shù)事故都是由于鍋爐蒸汽溫度控制不當(dāng)引起的，因此鍋爐蒸汽溫度控制在電廠生產(chǎn)中具有極其重要的作用。目前，主要是通過(guò)噴水減溫來(lái)調(diào)節(jié)與控制鍋爐汽溫，其工作原理是通過(guò)給水閥門(mén)給水，水可以吸收蒸汽熱量，這樣就達(dá)到了降低汽溫的目的二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題：鍋爐蒸汽溫度被控對(duì)象，通常具有非線性、參數(shù)慢時(shí)變和大慣性的動(dòng)態(tài)特性，雖然可根據(jù)工作機(jī)理或運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)給出某種數(shù)學(xué)模型，但卻由于時(shí)變特性，使模型的參數(shù)不能隨時(shí)隨地地跟蹤實(shí)際的受控對(duì)象，給常規(guī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試帶來(lái)許多困難。所以本次研究的基本內(nèi)容就是要解決電廠在日常運(yùn)行當(dāng)中，由于鍋爐過(guò)熱蒸汽溫度所引起不良現(xiàn)象。在上面已

8、經(jīng)提出了解決問(wèn)題的主要方法就是運(yùn)用模糊控制規(guī)律對(duì)過(guò)熱蒸汽溫度進(jìn)行控制，消除它對(duì)整個(gè)電廠系統(tǒng)的不良影響。要解決的主要問(wèn)題有以下幾點(diǎn)(1)要知道控制對(duì)象。(2)如何來(lái)設(shè)計(jì)模糊控制器。(3)要達(dá)到何種程度的控制精度。(4)通過(guò)何種途徑來(lái)驗(yàn)證控制是否滿足設(shè)計(jì)要求。三、研究步驟、方法及措施：(1)對(duì)控制對(duì)象也就是鍋爐過(guò)熱蒸汽溫度，對(duì)其進(jìn)行建模。(2)了解模糊控制的基本理論，掌握模糊控制器的設(shè)計(jì)方法，并對(duì)具體對(duì)象進(jìn)行模糊控制設(shè)計(jì)。(3)通過(guò)應(yīng)用模糊控制理論對(duì)對(duì)象進(jìn)行模糊控制器設(shè)計(jì)之后，對(duì)其進(jìn)行MATLAB仿真。(4)通過(guò)觀察仿真圖形，看是否滿足控制要求，如果不滿足則通過(guò)更該控制器中的參數(shù)再對(duì)其進(jìn)行仿真，直

9、到使得仿真結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求為止。四、參考文獻(xiàn)1付新河火電廠鍋爐蒸汽溫度控制方案的探討J廣東電力，2007,20(5):810.2吳錫生，王士同.工業(yè)鍋爐汽溫控制算法分析與實(shí)現(xiàn)J自動(dòng)化儀表，2004,10(3):iri4.3竇春霞，張興中汽包鍋爐蒸汽溫度的組合自適應(yīng)預(yù)估控制器的設(shè)計(jì)J工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置，2002,23(4):336339.4楊平，忻文杰.鍋爐蒸汽溫度串接多容小慣性全補(bǔ)償前饋控制J.熱力發(fā)電，2010,41(3):4143.word文檔可H由復(fù)制編輯韓忠旭，閆翠會(huì).鍋爐蒸汽溫度的廣義智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用J.江南大學(xué)學(xué)報(bào),2010,9(4):459465.6趙英凱，李勝，林錦國(guó)等.基于ANFIS勺鍋爐蒸汽溫度預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)J基礎(chǔ)自動(dòng)化,2002,9(1):2527.7