锅炉现场总线模糊控制系统的研究与设计

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锅炉,作为北方城市冬季取暖的主要设备,长期以来,由于自动化程度不高,运行效率低,能源浪费严重。其中锅炉燃烧控制的落后是高能耗的主要原因之一。 本论文以小区取暖锅炉为主要研究对象,采用了当前较为流行的现场总线控制技术来替代以往的DDC和DCS控制系统。现场总线技术要求现场的设备传送数字信号,需要使用智能仪表,但当前我国大部分锅炉还是采用常规模拟仪表,全数字化智能仪表还未普及。因此,本文采用了一种Host-Base结构的LonWorks现场总线控制系统,它以Neuron芯片为核心,将各个智能节点连接到一条LonWorks总线上,实现了上下位机之间、智能节点之间的双向全数字化通信;同时采用这种结构还能充分利用现有资源,完成现场信号的采集与现场设备的控制。 由于锅炉是一个多输入、多输出、非线性的复杂控制对象,难以建立精确数学模型,采用常规的PID算法很难达到控制要求。因此,本文提出了用模糊与PID相结合的双模控制器来实现对锅炉的控制,并利用MATLAB仿真工具对其性能作了初步研究。仿真结果表明,模糊-PID双膜控制明显优于传统PID控制。
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