鍋爐蒸汽溫度模糊控制器的設(shè)計(jì)【開題報(bào)告】

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1、畢業(yè)論文開題報(bào)告電氣工程及自動化鍋爐蒸汽溫度模糊控制器的設(shè)計(jì)一、綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展我國的電力系統(tǒng)正在發(fā)生著一場巨大的改革。計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷成熟，通信技術(shù)所覆蓋的領(lǐng)域越來越大，控制理論及信息處理技術(shù)也在不停地向前發(fā)展，新材料、新工藝正在代替?zhèn)鹘y(tǒng)的材料與工藝。這些都推動了電廠控制技術(shù)的進(jìn)步，各種技術(shù)之間的聯(lián)系越來越緊密，給電廠自動化控制帶來了前所未有的機(jī)遇。眾所周知，電能不僅是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，也是保障日常生活秩序的重要依靠。隨著近些年我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對電的需求也是越來越

2、大，電力系統(tǒng)的不斷擴(kuò)大，對電力系統(tǒng)的自動化控制技術(shù)水平的要求也越來越高，其中對電廠鍋爐蒸汽溫度的控制精度的要求也是越來越高。鍋爐蒸汽溫度在電廠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方面有著相當(dāng)重要的地位，同樣對防止鍋爐超溫也有很大的作用。為了保證電廠在運(yùn)行當(dāng)中的安全，也為了保證對現(xiàn)代化生產(chǎn)與日常生活的電量供給，所以對電廠鍋爐蒸汽溫度控制的研究是一項(xiàng)重要的任務(wù)。到目前為止我國的發(fā)電廠還是主要以火電廠為主，在我國電力工業(yè)中占據(jù)著重要的地位，是我國重點(diǎn)能源工業(yè)之一。在我國火電廠鍋爐中燃煤爐占有最大的比重，生產(chǎn)蒸汽的主要設(shè)備還是以鍋爐為主。精確控制電廠鍋爐蒸汽溫度有

3、以下幾方面的好處：（1）提高電廠汽輪機(jī)組可靠運(yùn)行。保證機(jī)組可靠地、安全地工作是電廠的首要任務(wù)，電廠熱力系統(tǒng)的復(fù)雜性，在平時如果單靠工作人員來進(jìn)行管理與監(jiān)測的話，是一項(xiàng)很難完成的任務(wù)，而且也很有可能因?yàn)槿藛T的誤操作引起事故，對電廠造成損失。（2）提高電廠汽輪機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電廠裝上自動化裝置后能使機(jī)組運(yùn)行地更加穩(wěn)定與安全，所以對電廠的經(jīng)濟(jì)性也有很大程度的幫助，可以為電廠減少一些維修與檢修的費(fèi)用支出，也可提高電廠的熱效率，降低煤耗與熱耗。（3）改善勞動條件。在生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)自動化，可以減少工作人員的日常工作量，為工作人員減少了不少負(fù)擔(dān)。工

4、作人員在日常工作時除了在機(jī)組的啟動和停止的時候需要操作以外，在機(jī)組正常運(yùn)行時只需要在控制室監(jiān)視機(jī)組運(yùn)行情況即可。（4）提高生產(chǎn)效率同時起到提高經(jīng)濟(jì)效益的作用。所以精確控制電廠鍋爐蒸汽溫度在安全、可靠的范圍之內(nèi)對推動我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著巨大的意義。傳統(tǒng)PID控制經(jīng)過這么多年的發(fā)展，已經(jīng)形成了一套比較完善、成熟的理論，在現(xiàn)在的自動控制領(lǐng)域還是占據(jù)著比較大比重，但是隨著被控對象的越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)PID控制已經(jīng)無法再滿足一些系統(tǒng)的控制要求了。模糊控制雖然起步較晚，到現(xiàn)在也還沒有較完善的理論，但是它對那些復(fù)雜的、非線性系統(tǒng)的控制性能卻要優(yōu)于傳統(tǒng)P

5、ID控制。自動控制理論經(jīng)歷了經(jīng)典控制和現(xiàn)代控制兩個重大的發(fā)展階段，其理論已經(jīng)非常成熟與完善了。但是隨著被控系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜以及一些外界因素的干擾，對于一些被控系統(tǒng)已經(jīng)很難再建立起非常有效的數(shù)學(xué)模型，在這種情況下傳統(tǒng)控制理論就很難再滿足系統(tǒng)的控制性能了，這時就要運(yùn)用新興的模糊控制了。模糊控制就是利用模糊集合理論，把人的模糊控制策略轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)所能接受的控制算法，進(jìn)而實(shí)施控制的一種理論和技術(shù)。它可以模擬我們?nèi)祟惖乃伎挤绞剑@就可以對一些無法建立起有效數(shù)學(xué)模型的被控對象進(jìn)行模糊控制來達(dá)到系統(tǒng)的控制要求?，F(xiàn)在，模糊控制已經(jīng)被應(yīng)用于許多方面

6、，不僅僅是在工業(yè)上，而且也在社會學(xué)、生物學(xué)及醫(yī)學(xué)等其它領(lǐng)域得到了很好的應(yīng)用。在模糊控制中最重要的就是模糊控制器的設(shè)計(jì)，模糊控制器最為模糊控制的核心，它設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上的好壞直接影響了模糊控制性能的優(yōu)劣。發(fā)電廠從鍋爐汽鼓出來的飽和蒸汽經(jīng)過過熱器繼續(xù)加熱，使蒸汽溫度達(dá)到一定的要求溫度后，再去推動汽輪機(jī)工作。每一種鍋爐與汽輪機(jī)組都有一個規(guī)定的運(yùn)行溫度，在這個溫度下機(jī)組的效率最高。如果溫度過高，會使汽輪機(jī)的壽命大大縮短，如果溫度過底，當(dāng)蒸汽帶動汽輪機(jī)作功時，會使部分蒸汽變成小水滴，沖擊汽輪機(jī)葉片，造成生產(chǎn)事故，因此要求控制溫度的誤差在很小的范圍內(nèi)

7、變化。電廠鍋爐蒸汽溫度自動控制的主要任務(wù)是使過熱器出口蒸汽溫度不超出某一個范圍，并且起到保護(hù)過熱器的作用，使管壁溫度在允許的工作溫度之內(nèi)。要使電廠鍋爐運(yùn)行地質(zhì)量達(dá)到一定的要求，就要嚴(yán)格控制電廠的過熱汽溫。過熱氣溫的高或者低都會在很大的程度上影響電廠機(jī)組的安全運(yùn)行與電廠運(yùn)行地經(jīng)濟(jì)效益。鍋爐蒸汽溫度具有大滯后、大慣性的特點(diǎn)，并且動態(tài)特性隨機(jī)組負(fù)載變化而變化，運(yùn)行過程中擾動多、難控制。鍋爐蒸汽生產(chǎn)過程中的大多數(shù)事故都是由于鍋爐蒸汽溫度控制不當(dāng)引起的，因此鍋爐蒸汽溫度控制在電廠生產(chǎn)中具有極其重要的作用。目前，主要是通過噴水減溫來調(diào)節(jié)與控制鍋

8、爐汽溫，其工作原理是通過給水閥門給水，水可以吸收蒸汽熱量，這樣就達(dá)到了降低汽溫的目的。二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題：鍋爐蒸汽溫度被控對象，通常具有非線性、參數(shù)慢時變和大慣性的動態(tài)特性，雖然可根據(jù)工作機(jī)理或運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)給出某種數(shù)學(xué)模