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毕业设计 基于DMC的主汽温控制系统设计

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  毕业设计 基于DMC的主汽温控制系统设计 共39页,17028字
   摘要
   随着火电机组向大容量、高参数和高效率方向发展,对机组热工自动控制系统控制品质的要求也随之提高。在热工过程中,大多数热工对象具有较大的惯性和迟延,且是非线性和慢时变的,部分对象还是多变量的,因而具有很大的不确定性和强耦合性。这就难以建立精确的数学模型,使采用固定参数的PID控制器不能与生产上越来越高的控制要求相适应。
   本文主要是研究动态矩阵控制算法在主汽温控制方面的应用。首先,分析了当前火电厂主汽温的控制方式和常规的控制方法,以及影响主汽温变化的各种扰动因素;然后,介绍了动态矩阵控制算法的原理,并基于此原理设计了DMC主汽温控制系统;并且与传统的串级PID控制系统进行了比较,仿真结果表明动态矩阵控制算法的响应速度快,且没有超调,鲁棒性好,控制品质明显优于常规PID控制。
   关键词:主汽温;动态矩阵控制;DMC;仿真
  
   目 录
   摘要 I
   Abstract II
   1 绪论 1
   1.1 课题研究背景及意义 1
   1.2 主汽温控制的现状 1
   1.3 动态矩阵(DMC)控制概述 1
   1.4 课题主要研究内容 2
   1.4.1 研究的问题 2
   1.4.2 研究内容 2
   2 主汽温系统分析 3
   2.1 火力发电厂的生产流程 3
   2.2 汽包锅炉蒸汽基本流程 4
   2.3 主汽温调节对象的动态特性 5
   2.3.1 蒸汽流量扰动下过热汽温的动态特性 5
   2.3.2 烟气热量扰动下过热汽温的动态特性 6
   2.3.3 减温水量扰动下过热汽温的动态特性 6
   2.4 主汽温的控制方法 7
   2.4.1 基于Smith预估器的单神经元PSD自适应主汽温控制 7
   2.4.2 Fuzzy自整定PID参数的Smith预估主汽温控制系统 7
   2.4.3 模糊自调整PID过热汽温控制系统 7
   2.5 影响主汽温的因素 8
   2.5.1 锅炉负荷 8
   2.5.2 过量空气系数 8
   2.5.3 给水温度 8
   2.5.4 燃料性质 8
   2.5.5 燃烧器的运行方式 9
   3 大时滞对象控制 10
   3.1 大时滞对象介绍 10
   3.2 串级PID控制 10
   3.2.1 动态特性参数法 11
   3.2.2 稳定边界法 11
   3.2.3 衰减曲线法 12
   3.3 Smith预估器 12
   3.4 自适应控制方法 13
   3.5 智能控制方法 14
   3.6 内模控制 14
   3.6.1 内模控制技术 14
   3.6.2 内模控制的基本原理 15
   3.7 动态矩阵(DMC)控制 16
   4 动态矩阵控制方法原理 17
   4.1 动态矩阵控制简介 17
   4.2 动态矩阵控制(DMC)的基本算法 17
   4.2.1 系统模型与输出多步预测 18
   4.2.2 参考轨线计算 21
   4.2.3 参数选取原则 21
   4.2.4 最优控制律 22
   4.3 DMC实现步骤 22
   4.4 带纯迟延系统的DMC算法 23
   5 DMC主汽温控制系统设计及仿真 24
   5.1 控制系统设计 24
   5.1.1 理论研究系统设计 24
   5.1.2 实际应用系统设计 24
   5.2 DMC主汽温控制系统仿真 25
   5.2.1 DMC控制过程基本算法程序流程 25
   5.2.2 基本算法实现 26
   5.2.2.1 DMC控制算法M-function程序清单 26
   5.2.2.2 串级控制Simulink实现 28
   5.2.3 仿真结果 28
   总结 31
   参考文献 32
   致谢 33
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