热水锅炉广泛应用于日常生产和生活中,随着我国燃煤锅炉向燃气锅炉改造计划的推广,使得燃气热水锅炉应用在各个领域。作为锅炉运行最重要的一个环节,燃气锅炉自动控制系统对锅炉控制有着特别重要的意义。本文针对燃气热水锅炉进行数学建模、控制算法进行比较分析和控制器的设计,通过SIMULINK软件平台仿真控制算法,利用Altium Disinter09软件绘制出燃烧控制器的原理图并进行元器件焊接,实现燃气锅炉自动控制的设计。首先,本文分析了燃气热水锅炉的燃烧控制系统,通过研究燃烧过程机理进行,确定以最小二乘法建立燃气锅炉的数学模型。之后,比较几种控制方案,分析这几种控制方案的优缺点。由于燃气锅炉具有滞后性、关联性等特点,采用Vague集模糊PID控制算法。此算法利用自动在线调整来改变PID控制器的参数,使PID控制器可以不依赖于控制对象模型,从而随着控制对象的实时变化而进行适当的调整。文中对Vague集模糊PID控制器的设计过程进行了详细的阐述,Vague集模糊控制器的各项参数可以通过计算来给出、至于模糊控制规则和推理过程应在后文进行阐述。利用MATLAB仿真软件中的SIMULINK工具建立Vague集模糊PID控制器的仿真模型并进行仿真分析。从仿真结果可以看出,本文所设计控制器具有启动加热速度快、抗干扰性能好等特点,通过与常规PID和FUZZY模糊PID控制系统比较来看,其控制效果明显好于前两者。其次,本文设计了燃气热水锅炉燃烧控制系统以及具体实现方法。通过主要器件选型,控制系统核心采用STM32微控制器,介绍各个控制部分的具体电路设计。数字信号采集电路设计、模拟信号采集电路设计、数字量输出控制电路设计、模拟量输出控制电路设计、LCD显示屏电路设计、键盘连路设计和报警电路设计。最后,本文针对燃气锅炉控制的特点引入UCOSII实时操作系统来提高系统运行的可靠性和安全性。同时还介绍了系统的软件设计,控制主程序的流程和Vague集模糊PID控制算法具体点的实现方法流程已在后文中体现。