基于模糊PID控制的锅炉汽包水位控制系统的研究.doc

摘要本文首先分析了影响汽包水位的各种干扰因素，并对汽包水位的动、静态特性进行分析。介绍了传统的PID控制方式，由于锅炉汽包水位控制系统的调节器的输入端常加有三个不确定的输入量，极易引起水位控制偏差。所以本文提出了两种消除水位偏差的方法：辅助信号自消方法和辅助信号对消方法。采用辅助信号蒸汽流量和给水流量对消方法消除水位偏差，根据锅炉汽包水位控制实际要求，采用模糊PID控制，用MATLAB中的SIMULINK仿真工具箱设计了二输入单输出模糊控制器对锅炉汽包水位进行在给定值下仿真。并用常规PID和模糊PIDF方法去控制汽包液位，对比两种控制策略下的防真图像，仿真图像表明后者的抗干扰能力和鲁棒性更好，可以保证水位的稳定，并且能有效解决用常规PID无法解决的“虚假液位”问题。最后简单介绍几种由汽包水位测量方法及测量误差带来影响、及消除方法，通过现场实例解决了汽包水位测量不准的问题，减少了由于水位测量误差给汽包水位带来的不利影响。关键词：汽包水位、虚假液位、PID控制、模糊PID控制、水位测量误差AbstractThisarticlefirstanalyzestheimpactofthedrumwaterlevelofthevariousinterferingfactors,anddrumwaterlevelofthedynamicandstaticanalysisfeatures.IntroducedthetraditionalPIDcontrol,duetotheboilerdrumwaterlevelcontrolsysteminputregulatorhasthreeregularincreaseoftheinputuncertaintyisveryeasytocontrolthedeviationcausedbythewaterlevel.Therefore,thispapertwomethodstoeliminatethewaterleveldeviation:auxiliarysignalfromtheeliminationmethodandauxiliarysignalcancellationmethod.Theuseofauxiliarysteamflowsignalandwaterflowrateontheeliminationmethodtoeliminatethewaterleveldeviationoftheboilerdrumwaterlevelcontrolinaccordancewithpracticalrequirements,theuseoffuzzyPIDcontrol,theuseofMATLABsimulationtoolboxSIMULINKdesigntwo-inputsingle-outputfuzzycontrollerontheboilerdrumthewaterleveltothenextvalueinagivensimulation.UsingconventionalPIDandfuzzycontrolapproachtoPIDFdrumlevel,comparedtotwocontrolstrategiesofanti-realimages,simulationimagesshowthatthelatter'santi-interferenceabilityandrobustnessbetter,canguaranteethestabilityofthewaterlevel,andcaneffectivelysolutioncannotberesolvedwithconventionalPID"falselevel"problem.Finally,abriefintroductionbythedrumwaterlevelofseveralmeasurementmethodsandabouttheimpactofmeasurementerror,andtheeliminationmethod,throughon-siteexampleofthedrumwaterlevelmeasurementsolutiontotheproblemofnotallowedtoreducemeasurementerrorduetothewaterleveltothenegativedrumwaterlevelimpact.Keywords:Drumwaterlevel、PIDcontrol、fuzzyPIDcontrol,、waterlevelmeasurementerror绪论1.1课题背景与意义目前，我国现有工业锅炉几十万台，各种工业炉窑十万余台。锅炉和工业炉窑年耗标准煤约3亿吨以上，是国家的一个