燃煤蒸汽锅炉智能控制技术的研究

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锅炉是国民经济中重要的热能供应设备,电力、机械、冶金、化工、纺织、造纸、食品等行业,以及民用采暖都需要锅炉供给大量的热能。锅炉燃烧过程是一个具有大惯性、大时延、变参数的多输入多输出复杂过程,传统的锅炉燃烧控制多采用PID控制,但PID控制是无法为具有大惯性、大时延和变参数的过程提供高质量的控制的,解决这些问题的方法是采用比PID更为有效的控制技术。本文以某60t/h燃煤蒸汽锅炉的燃烧系统作为研究对象,首先介绍了燃煤蒸汽锅炉的工艺和锅炉燃烧系统自动控制的主要任务,分别对其汽包水位控制、蒸汽压力控制、经济燃烧控制和炉膛负压控制进行了系统分析,在此基础上改进了各个子控制系统的模型。接着对模糊控制和遗传算法的基本理论基础和实现方法进行了介绍。重点是针对燃煤蒸汽锅炉燃烧系统的特点和控制要求,提出基于自适应模糊PID的汽包水位控制方案和基于遗传算法的蒸汽压力模糊-PI复合控制方案,实现了PID参数的实时在线调整和模糊控制规则的优化。在对汽包水位控制和蒸汽压力控制进行原理分析和智能控制方法设计之后,均作了相应的MATLAB仿真,得出仿真曲线。最后给出了将所采用的智能控制算法应用于实际工程而得到的运行曲线。仿真和实验结果证明了本文提出方法的有效性。
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