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鍋爐控制系統的設計仿真畢業論文(已修改)

2026-06-29 18:23 本頁面

　

【正文】鍋爐控制系統設計仿真摘要工業鍋爐作為我國工業生產和集中供熱的重要能源轉換設備，能耗巨大，長期處在高能耗、高污染的生產狀態。然而，目前我國大多數鍋爐控制系統自動化不高、安全性低，效率普遍低于國家標準。鍋爐作為將一次能源轉化為二次能源的重要設備之一，提高鍋爐控制水平已勢在必行。本文針對鍋爐系統參數時變、嚴重非線性、干擾因素復雜等特點，提出對汽包水位采用三沖量控制方式，對爐膛負壓采用前饋PID控制，對最優風煤比采用雙交叉限幅比值控制的控制策略。在MATLAB環境下對幾種控制系統進行了仿真。仿真結果顯示，三沖量控制、前饋PID和雙交叉限幅比值控制具有良好的控制效果，減小了超調量，提高了上升時間，縮短了調節時間，與傳統的PID控制器相比，更適合工業鍋爐這種復雜的控制對象。關鍵詞：鍋爐三沖量控制前饋PID控制雙交叉限幅比值控制 AbstractAs central heating in industrial production and the important energy conversion equipment in China, industrial boiler consumes enormous energy，and stays at high energy consumption and pollution production status. However, at present the majority of automatic boiler control system is not high, the security is low and the efficiency is generally lower than the national standard. Because the boiler is one of the important equipment which converses primary energy into secondary energy, improving the level of boiler control is imperative. In view of many factors of the boiler system, such as timevarying parameters, severely nonlinear and plex interference factors and so on , this paper puts forward three control strategies, including using threeimpulse control, utilizing feed forward PID control to hearth negative pressure, and adopting double crossover restricts the amplitude ratio control to the optimal air fuel ratio. Several control systems are simulated in the MATLAB environment. The simulation results shows that threeimpulse control, feed forward PID control and double crossover restricts the amplitude ratio control have good control effect, which reduce the overshoot, improve the rise time and reduce adjustment time. Compared with the traditional PID controller, these control systems are more suitable for the industrial boiler, a kind of plex control object.Key words: The Boiler, Threeimpulse Control，Feed forward PID Control, Double Cross Restricts the Amplitude Ratio Control目錄摘要 IAbstract II第1章緒論 11．1 選題背景及意義 1 國內外鍋爐的運行水平 1 制約我國鍋爐發展的因數 2 大多數鍋爐制造廠技術力量仍然薄弱 2 燃料的因素 2 工業鍋爐的標準體系 2 市場機制的影響及科研開發投入的不足 2 2第2章鍋爐系統的控制任務 3 鍋爐系統的工藝流程簡介 3 鍋爐自動控制系統的任務 4 PID控制規律介紹 4本章小結 5第3章汽包水位三沖量控制 6 汽包水位系統介紹 6 汽包水位的動態特性分析 6 鍋爐汽包水位的控制方案 9 單沖量控制系統 9 雙沖量控制系統 9 三沖量控制系統 10本章小結 10第4章爐膛負壓控制 11 控制和監視爐膛負壓的意義 11 爐膛負壓控制 11本章小結 12第5章最優風煤比控制 13 常規PID風煤比控制系統的缺陷 13 雙閉環交叉限幅比例控制 13 溫度串級控制 14 控制過程分析 15本章小結 16第6章 MATLAB/Simulink仿真 17 MATLAB軟件介紹 17 汽包水位控制MATLAB仿真 17 爐膛負壓控制仿真 18 最優風煤比控制仿真 19本章小結 20結論 22參考文獻 23致謝 24第1章緒論選題背景及意義鍋爐作為能源轉換的重要設備，運行情況的好壞直接關系到能源的利用率高低。由于我國總的能源特征是“富煤、少油、有氣，擁有豐富的煤炭資源，因此，在未來相當長的一段時期內，燃煤工業鍋爐將是我國工業鍋爐的主導產品。但我國鍋爐房管理水平不高，鍋爐技術含量低，鍋爐的自動化控制技術落后，操作工人水平參差不齊，經常是憑感覺和經驗去操作，長期使鍋爐處在能耗高、環境污染嚴重的生產狀態。因此，提高鍋爐的生產運行效率不僅具有可觀的經濟效益，還能減少環境污染，提高能源利用率。鍋爐設備是一個復雜的控制對象，影響鍋爐生產效率的重要因素之一是控制系統性能的好壞。把計算機技術運用于鍋爐生產過程相關環節，進行自動化控制，能夠有效地提高鍋爐運行可靠性和生產效率。實現鍋爐自動化控制的意義在于：(1)提高鍋爐運行的安全性；(2)提高鍋爐運行的經濟性；(3)改善勞動條件；(4)減少運行人員，提高勞動生產率。研究與開發功能完備、性能可靠的鍋爐自動控

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