基于电厂锅炉燃烧模糊控制器的设计
《2024年基于模糊PID控制的电锅炉温度控制系统的研究》范文
《基于模糊PID控制的电锅炉温度控制系统的研究》篇一一、引言电锅炉温度控制系统作为工业生产、生活供暖等重要环节，其精确度和稳定性对于能源的有效利用及环境的舒适性有着重大影响。
传统的PID控制策略虽然能够在大多数情况下取得较好的控制效果，但面对非线性、时变、大时滞的电锅炉系统，其参数调整困难、抗干扰能力弱等问题日益突出。
为此，本文提出了一种基于模糊PID控制的电锅炉温度控制系统，旨在提高系统的响应速度和稳定性。
二、电锅炉温度控制系统概述电锅炉温度控制系统主要通过传感器检测锅炉内部温度，与设定温度进行比较后，通过控制器调整电锅炉的加热功率，实现对温度的精确控制。
由于系统存在非线性、时变等特性，传统的PID控制难以达到理想的控制效果。
因此，需要研究新的控制策略以提高系统的性能。
三、模糊PID控制策略研究模糊PID控制策略结合了模糊控制和PID控制的优点，通过引入模糊逻辑对PID参数进行在线调整，从而适应系统的非线性和时变性。
具体来说，该策略首先通过模糊推理系统对系统误差和误差变化率进行模糊化处理，然后根据模糊规则调整PID的三个参数（比例系数、积分系数和微分系数），最后通过解模糊化得到新的参数值。
四、电锅炉温度控制系统设计在电锅炉温度控制系统中，我们采用了基于模糊PID控制的策略。
首先，我们设计了模糊控制器，通过分析系统误差和误差变化率，得到合适的PID参数调整量。
然后，我们将模糊控制器与PID控制器相结合，形成模糊PID控制器。
该控制器能够根据系统的实时状态，自动调整PID参数，实现对电锅炉温度的精确控制。
五、系统实现与性能分析在电锅炉温度控制系统中实现了基于模糊PID控制的策略后，我们进行了性能测试。
测试结果表明，该系统具有以下优点：1. 响应速度快：系统能够在短时间内达到设定温度，并保持稳定。
2. 稳定性好：系统能够有效地抑制外界干扰，保持温度的稳定。
3. 抗干扰能力强：系统对参数变化和外界干扰具有较强的抵抗能力，能够保持稳定的控制效果。
《2024年基于模糊PID控制的电锅炉温度控制系统的研究》范文
《基于模糊PID控制的电锅炉温度控制系统的研究》篇一一、引言随着科技的发展，电锅炉作为一种高效、环保的供暖设备，在工业和家庭供暖领域得到了广泛应用。
然而，电锅炉的稳定运行和温度控制一直是其应用过程中的关键问题。
传统的PID控制方法在电锅炉温度控制中虽然具有一定的效果，但在面对复杂多变的外部环境和内部参数变化时，其控制效果往往不尽如人意。
因此，本文提出了一种基于模糊PID控制的电锅炉温度控制系统，以提高系统的稳定性和控制精度。
二、电锅炉温度控制系统的现状与挑战电锅炉的温度控制系统是保障其正常运行和供暖效果的关键。
传统的PID控制方法虽然具有结构简单、易于实现等优点，但在面对非线性、时变和不确定性的外部环境和内部参数变化时，其控制效果会受到很大影响。
此外，电锅炉的温度控制系统还面临着负荷波动、环境变化等因素的挑战，这些因素都会对系统的稳定性和控制精度产生影响。
三、模糊PID控制原理及优势模糊PID控制是一种将模糊控制和PID控制相结合的控制方法。
模糊控制可以处理不确定性和非线性的问题，而PID控制则具有快速响应和较高精度的特点。
因此，将两者结合起来，可以在保持PID控制的快速响应和较高精度的同时，提高系统对不确定性和非线性的适应能力。
在电锅炉温度控制系统中，模糊PID 控制可以根据实时温度和设定温度的偏差，以及偏差的变化率，实时调整PID控制的参数，从而实现对电锅炉温度的精确控制。
四、基于模糊PID控制的电锅炉温度控制系统设计基于模糊PID控制的电锅炉温度控制系统主要包括模糊控制器、PID控制器、执行机构和传感器等部分。
其中，模糊控制器是系统的核心部分，它根据实时温度和设定温度的偏差，以及偏差的变化率，通过模糊推理计算出PID控制的参数调整量。
PID 控制器则根据模糊控制器输出的调整量，对电锅炉的加热功率进行实时调整。
执行机构则负责将PID控制器的输出转换为对电锅炉的加热操作。
传感器则负责实时检测电锅炉的当前温度，并将检测结果反馈给模糊控制器。
基于辐射能信号的电站锅炉燃烧模糊控制研究
的量化 因子和 输 出变量 的 比例 因 子也 是 非 常 重要 最小值 的 目标 函数 。遗 传 算 法 工具 箱 中 的优 化 函
量化 因子 及 的大 小 对 控 制 系 统 的 动态 说 ，它 们求解 如下 形式 的问题 ：ｍｎ ） ｉ厂（ 。 性影响很 大。 小， 选 的较 大 时 ，系 统 的超 调 也 较
慢 。 对 超调 的遏制 作用 十分 明显 。 系统的性 能 ，为 了满 足 系 统 快 速 响应 要 求 ，须 选
Hale Waihona Puke 于整定 控 制 系 统 参 数 来 说 无 疑 占有 一 定 的优 势 ，
电厂锅 炉是 一 个 大 惯性 对 象 ，调 节 过 程 中容
模糊控 制器 输 出 比例 因子 的大小 直接 影 响 因为它 不必把 适应 度 函数 做任何 变换 。 较 大的 Ｋ 值 ，而 为 满 足 系统 的稳 态 精 度 的要 求 ， 易产生 连续振 荡 ，导 致 调 节 过 渡 时 间过 长 ，且 常 需要 值较小 ，为 了解 决 这 一矛 盾 ，采 用 了 图 ５ 常伴 随着较 大 的超 调 量 ，但 在 电 厂实 际 运 行 中不 所示 的 的积分环 节 。通 过整定 保证 系 统 的快速 允 许过 大 的超 调 ，针 对 上 述 特性 ，本 文 构造 了如 响应 ，而通过选 择较小 的 保 证 系统 较 高 的稳态 下最优 目标 函数 ： 精度 。
由于遗传 算 法 要求 个 体 的适 应 度 越 大 则其 越
大 ，过 渡过 程 较 长 。
选 择 较 大 时 ，超 调 量 减 优 ，故 需要将 目标 函数 转 化 为 最 大值 问题 后 ，作
选 择 越 大 系 统 超 调 越 小 ，但 系 统 响 应 变 为适应 度 函数 。在 这 一 点 上 ，遗 传 算 法 工具 箱 对
基于模糊PID控制的锅炉炉温系统的设计
摘 要随着科学技术的日新月异，锅炉在生产中的应用越来越广泛,是工业生产中经常采用的一种设备。
在生产过程中,我们主要对温度、压力、流量进行控制。
而锅炉的温度控制在锅炉控制系统中的地位越来越突出。
由于锅炉温度系统惯性较大、滞后现象比较严重,干扰量较多,几乎无法建立其数学模型。
因此,对锅炉炉温的控制一直都是研究难点。
本文主要是对锅炉炉温系统进行控制。
如果选择传统P ＩD 控制方式,精度较低，控制效果不理想，所以考虑选择模糊控制。
研究模糊控制的基本原理，设计控制锅炉炉温的模糊控制器。
对锅炉的温度飞升曲线特点进行剖析，创建模糊控制规则表,并利用Matlab 软件中的Simulink 中模糊逻辑工具箱,仿真出锅炉的传统ＰI Ｄ曲线、模糊系统曲线。
根据仿真曲线结果计算系统的δ%和ss t ,在传统PID 控制中，计算结果不能同时满足控制的基本要求;当选择模糊控制的时候,δ%和ss t 都能满足控制的基本要求，但是系统极易出现稳态误差。
所以本论文是把传统ＰID 控制以及模糊控制组合到一起，设计一个参数自整定的模糊PI Ｄ控制器,将PID 的几个主要参数p K 、i K 以及 d K 进行自整定，利用S ｉm ｕlink 仿真出曲线,结果表明所设计的基于模糊ＰＩD 的锅炉炉温控制器能够满足锅炉炉温控制的基本要求。
在分析锅炉温度控制系统的基础上，选择 ＰＩC １6F87７A 单片机作为关键器件,完成温度的采集控制以及超限报警等基本功能,并把本文计算出的模糊 PID 算法与硬件相结合，设计主程序的流程图和基本电路。
ﻬAbstra ｃtBoi ｌer in th ｅ p ｒod ｕｃtion and life has b ｅe ｎ a ｐp ｌｉｅｄ mo ｒe and mor ｅ extensi ｖely wit ｈ ｔhe d ｅvelopment of the time ｓ， i ｔ is ａ devic ｅ ofte ｎ u ｓed in i ｎdu ｓt ｒial productio ｎ, a ｎd b ｏiler tempe ｒatu ｒe ｃont ｒol in ｔhe ｂoiler cont ｒo ｌ s ｙst ｅm is b ｅco ｍin ｇ more and m ｏre promin ｅnt. Temperat ｕｒe con ｔro ｌ s ｙｓte ｍ w ｉth larg ｅ ｉne ｒt ｉa,the s ｅrio ｕs delay a ｎd di ｆfi ｃｕlt 关键词：温度控制；模糊PID 控制；参数整定；锅炉tｏestａblish acｃurate mａtｈeｍaｔｉcal model. Ｔhe nｏｎlinear relａｔioｎｓhip ｅxisｔｓ.This papeｒisｍaiｎly on the boilｅr fuｒｎａｃｅｔeｍperature control．If t ｈe seleｃｔioｎof the trａdｉtioｎal PID control mode, ｔhe ａｃｃuｒacyｉs low ｅr，ｔhｅcontrｏｌeffeｃt is ｎｏｔideａl .We ｓhｏuldｃonsidｅr the opt ｉoｎof fuzzｙｃontｒol, thｅbａsiｃpriｎciple oｆthｅfuzｚy coｎtroｌ，desiｇｎｃｏntrｏｌoｆｂｏiler fｕｒnace tｅmｐeraｔure fuｚzy contｒolｌer. The fuzzｙｃｏntroｌrule table is ｅstablｉｓhｅd through anａlysing the chａrａｃteｒｉsｔｉc of the eleｃｔric boｉler temｐerature in thｅthｅsis. Iｎｔhis ｔhesｉs, simulatｉｏｎof ＰID conｔroｌsyｓｔem aｎd fuｚzy cｏntroｌsｙｓtｅm uｓinｇSimｕlinｋand MATLAB fuzzy ｌｏgic tools.Ｔhｅresｕｌts shｏｗthat the reguｌａtion tｉme and ｏvershｏot ofｔhｅPＩＤsystemｃan ｎot bｅａcｈieｖed by tｈe cｏntrol ｓyｓtｅm. When the fuzzy ｃｏntrｏl, the adｊｕsｔｍeｎt tｉmeａｎd tｈe ovｅrshooｔｃan achｉeve ｔｈe noｒｍ, ｂut the ｓyｓｔem iｎduced ｓteadｙ-ｓtateｅrror. So there is a new wａy tｏcombｉnｅtoｇeｔｈer. Ｔｈe ｐatametｅｒs of Ｋｐ，Kｉand Kｄａre adjｕst bｙfｕzzｙinｆerｅnce. The expｅｒimｅntal reｓults shoｗtｈａt tｈe fｕzzy ＰID ｐarａｍetｅr sｅlf-ｔuｎiｎｇｃｏnｔrolleｒisｔhe perfoｒｍance indeｘofｔｈe sysｔeｍ.Analｙsis of boiｌer tempｅｒature ｃｏntroｌsystem, ｔhe ＰIC16F8７７A miｃrｏcｏntrollｅｒiｓcｈosｅｎａｓthe main comｐｏｎent tｏdesiｇn tｈe ｔempeｒatｕre,andｔhｅbａｓic functｉon of the cｏｌlｅction ａnｄcoｎtrol of the tempｅrａｔure ｉs cｏmｐｌeｔeｄ. Aｎd tｈe ｐaper calculａtes the fｕzzｙPID algorｉthm addeｄtoｔhｅhａrdware desｉｇn, thｅdｅsign oｆthe main prograｍflow charｔａｎｄbaｓiｃｃirｃｕit.Key Words：temperature control; fuzzy PID control; parameters tuning; simulation目录摘要 .................................................................................................... 错误!未定义书签。
基于PID控制的火电厂锅炉燃烧控制系统设计和优化
基于PID控制的火电厂锅炉燃烧控制系统设计和优化近年来，随着能源需求的增加，火电厂作为传统能源的主要供应者，其运行效率和能源消耗问题也越来越引起人们的重视。
然而，火电厂锅炉燃烧控制系统作为影响火电厂运行效率和能源消耗的关键因素，其控制精度和稳定性问题也一直是值得关注和解决的难题。
本文将着重讨论基于PID控制的火电厂锅炉燃烧控制系统设计和优化问题。
一、 PID控制的基本原理PID控制是一种通过比较设定值和实际值来调节输出变量，以达到控制误差最小、调节时间最短、稳定性最好的控制方式。
PID的全称是“Proportional-Integral-Derivative”，即比例、积分和微分控制。
PID控制器通过对系统误差的反馈控制作用，可以实现对系统稳态误差、系统瞬时响应和稳定性的控制。
比例控制通过反馈控制器输出信号的幅值和误差信号的幅值成比例的关系，来控制系统的稳定性和响应速度；积分控制通过去除系统误差的恒定偏置，来控制系统稳态误差；微分控制通过提高系统对瞬时干扰的抵抗力，来控制系统的瞬时响应。
PID控制器将上述三种控制模式集成在一个系统中，可以根据具体的参数进行调整。
</p>二、火电厂锅炉燃烧控制系统的基本要求火电厂锅炉燃烧控制系统作为现代火电厂的关键装置，其设计和优化一旦失误，将直接影响火电厂运行的效率和成本。
因此，我们需要对火电厂锅炉燃烧控制系统的基本要求进行了解和掌握：1. 温度控制：火电厂锅炉燃烧控制系统需要实现对锅炉内部温度的控制，以确保锅炉的安全运行和燃烧效率的提高。
2. 水位控制：火电厂锅炉燃烧控制系统需要实现对锅炉内部水位的控制，以确保锅炉的安全运行和燃烧效率的提高。
3. 火焰控制：火电厂锅炉燃烧控制系统需要实现对锅炉内部火焰的控制，以确保锅炉的安全运行和燃烧效率的提高。
以上基本要求也是PID控制在设计和优化火电厂锅炉燃烧控制系统所要考虑的因素。
三、 PID控制在火电厂锅炉燃烧控制系统中的应用针对火电厂锅炉燃烧控制系统的基本要求，PID控制器可以实现如下的应用：1.温度控制：PID控制器可以通过对锅炉内部传感器信号的反馈，实现锅炉内部温度的控制。
基于模糊PID控制的电锅炉控制系统的设计
中图分类 号 ： Ｔ Ｐ ２ ７ ３
文 献标识 码 ： Ａ
Ｄ Ｏ Ｉ 编码 ： １ ０ ． １ ４ ０ １ ６ ￣． ｃ ｎ ｋ ｉ ． １ ０ ０ １ — ９ ２ ２ ７ ． ２ ０ １ ６ ． １ ０ ． ０ ５ ９
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ； Ｆ ｕ ｚ ｚ ｙ Ｐ Ｉ Ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ； Ｐ Ｉ Ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ： ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
０ 引言
电锅炉具有结构简单 、 无污染、 自动化程度高等特点。电 锅炉 控制 动态 特性 具 有 大惯 性 大延 迟 的 特点 ， 而 且伴 有非 线 性 。 目前 国内电热 锅炉 控 制 大都 采 用 的是 开 关 式 控 制 ， 甚 至 是人工控制方法。采用这些控制方法的系统稳定性不好 ， 超
ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ ａ ｎ ｄ ｆ ｕ ｚ ｚ ｙ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ｔ ｏ ｏ ｌ ｓ ｉ ｎ ＭＡＴ Ｌ ＡＢ． Ｔｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｉ ｌ ｌ ｕ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｅ ｌ ｆ － ｔ ｕ ｎ ｉ ｎ ｇ ｆ ｕ ｚ ｚ ｙ Ｐ Ｉ Ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ
调量 大 ， 同时对 外界 环境 变 化 响应 慢 ， 实 时 性差 。另 外 ， 频 繁
２ 模糊 Ｐ Ｉ Ｄ控制器设计
ｃ ａ ｒ ｌ ｓ ａ ｔ ｉ ｓ ｆ ｙ ｐ ｅ ｆ ｒ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉｃ ｒ ｂ ｏ ｉ ｌ ｅ ｒ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ． Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ａ ｃ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ． ａ ｎ ｄ ｇ ｉ ｖ ｉ ｎ ｇ ｌａ ａ ｍ ， ｒ ａ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉｃ ｒ ｂ ｏ ｉ ｌ ｅ ｒ ｗａ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＡＴ ８ ９ Ｃ ５１ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ．
锅炉气压模糊控制器的设计与仿真
锅炉气压模糊控制器的设计与仿真模糊控制鲁棒性强,适用于非线性时变及滞后系统,在不知道被控对象的精确数学模型条件下,可以得到理想的控制效果。
标签：模糊控制器;被控对象;锅炉燃烧控制锅炉燃烧控制是火电厂最重要的过程控制。
由于锅炉燃烧是典型的多变量复杂系统,难以建立精确的数学模型,使得基于数学模型带固定参数的常规PID控制方案难以获得理想的控制效果,锅炉燃烧控制也因此成为火电厂过程控制中的一大难题。
模糊控制的突出特点在于控制系统的设计不要求知道被控对象的精确数学模型,只需要提供现场操作人员的经验知识及操作数据,而且模糊控制器鲁棒性强,适用于非线性时变及滞后系统。
因此将模糊控制方案引入锅炉燃烧控制应能取得有效的结果。
锅炉燃烧控制中主气压力P m与一次风挡板开度v r的关系是P m402100s2+210s+1V r(1)1 设计模糊控制器模糊控制器采用以锅炉气压变化和气压变化率为输入变量,以一次风挡板开度为输出变量的双输入单输出结构。
它们的模糊集和论域定义如下:偏差E,偏差变化率Ec,控制量U的模糊集均为{NB,NM,NS,0,PS,PM,PB},模糊控制规则如表1,隶属度函数如图1。
表1 控制规则表EEcNBNMNS0PSPMPBNBPSPSPSPSPMPBPBNMNSPSPSPSPMPMPBNSNMNS00PSPMPM0NBNMNS0PSPMPMPSNBNMNS00PSPMPMNBNBNMNSNSPSPSPBNBNBNMNSNSNSNS圖1 隶属度函数2 仿真Matlab中的Simulink环境可以直观明了地观察所设计的模糊系统是否符合需要,也可以帮助分析和解决问题,指导系统的设计、修改以及完善。
火电厂的锅炉燃烧控制仿真方框图如下:图2 模糊控制系统Simulink仿真模型图其中引入K e和K ec分别对误差信号及其变化率进行规范处理,使得其值域范围与模糊变量的论域吻合,然后对这两个信号模糊化后得出的信号进行模糊推理,并将得出的模糊量解模糊,得出精确变量,通过规范化增益K u后就可以得到控制信号。
基于模糊PID算法的电加热炉窑温度控制系统设计的开题报告
基于模糊PID算法的电加热炉窑温度控制系统设计的开题报告1.研究背景和意义电加热炉窑温度控制是电加热工业中的重要问题，温度控制的稳定性、精度直接影响炉子生产质量。
PID控制是一种常见的控制方法，但PID控制的参数选择和自整定都存在一定难度。
模糊控制可以克服PID控制的一些不足，针对炉温控制，模糊控制可以在动态过程中实现自适应控制。
本课题拟通过设计基于模糊PID算法的电加热炉窑温度控制系统，提高电加热炉的炉温控制精度和稳定性，为电加热工业的发展提供技术支持。
2.主要研究内容（1）电加热炉窑温度控制系统的基本原理和架构设计。
（2）模糊PID算法的原理及在电加热炉温度控制中的应用。
（3）设计基于模糊PID算法的电加热炉窑温度控制系统。
（4）通过仿真和实验验证控制系统的性能。
3.研究方法和技术路线（1）系统需求分析：对电加热炉窑的性质、温度控制的特点、参数选取等进行分析。
（2）模糊控制算法的学习和应用：学习模糊控制的原理、优点和缺点，了解它在工业控制中的应用。
（3）控制系统设计：基于电加热炉温度控制的要求，设计基于模糊PID算法的控制系统。
（4）仿真分析：在MATLAB中仿真分析控制系统的性能，包括稳态误差、超调量、控制精度等。
（5）实验验证：通过对设备的实验操作，验证控制系统的性能和优越性。
4.预期研究成果（1）电加热炉窑温度控制系统的设计和实现。
（2）建立了一种基于模糊PID算法的电加热炉窑温度控制方法。
（3）从仿真和实验的结果来看，该控制系统具有快速响应、较小稳态误差和较小超调量等优点。
（4）为电加热工业提供新的温度控制方法。
5.研究工作计划（1）前期阶段（1-2个月）：学习电加热炉窑温度控制系统原理，学习模糊控制算法的基本原理。
（2）中期阶段（2-4个月）：系统需求分析和控制系统的设计，建立基于模糊PID的控制系统和进行仿真分析。
（3）后期阶段（4-6个月）：对控制系统进行调试和实验验证，优化控制算法，撰写论文和准备答辩。
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摘要火力发电是当今电力生产中重要生产形式之一。
在现代电力企业中，由于安全性、节耗性、提高劳动生产率等多方面要求，计算机控制系统如今广泛应用于电站控制。
但在实际运行中，经常受到内部和外部的干扰，锅炉燃烧是一个多输入多输出的被控对象，而且变量间相互耦合严重，并具有多参数，非线性，不确定时滞和时变的特点，传统的 PID 控制效果往往不够理想。
必须采用先进控制算法。
本文首先分析了火电厂锅炉燃烧控制系统的动态特性，确定了被控对像的传递函数。
然后对锅炉燃烧系统单模糊控制器进行总体设计。
主要输入量的模糊化，模糊控制规则的形成，输出量的模糊化。
最后通过应用MATLAB中的SIMULINK对系统进行仿真，对比模糊控制与常规PID控制的控制性能。
通过仿真结果对比得出：模糊控制器的控制性能总体优于常规PID控制器，它不仅具有良好的动态特性，还具有良好的环境适应能力。
关键词：火电厂；燃烧控制系统；模糊控制；SIMULINK仿真第一章绪论1.1 研究背景和课题来源及意义1.1.1 研究背景电能是现代社会的必需品，若没有电能人类的生活生产将面临巨大的困难。
电能作为最清洁的能源，其使用方法简单，运送方便，容易转换。
电力工业的发展水平实际上是工农业发展、人民生活水平和科技与国防现代化的重要标志。
常见的电力生产有如水力发电，核能发电，火力发电，太阳能发电、风能发和地热能发电等方法。
目前电能主要由火力发电厂、水力发电厂和核能发电厂产生。
在我国，火力发电是生产电力的主要方式，截止到 2009年 12 月底，全国发电量为36506 亿千瓦时，其中火力发电量为 29814.22 亿千瓦时，占总发电量的81.67%，表 1-1 是最近几年我国火力发电情况统计表煤是火力发电的主要燃料，中国每年消耗的煤炭用于发电占全国煤炭产量约一半的工业用煤总量，比例高达80%，为了节约资源，保护环境，应为了提高煤炭的燃烧效率。
锅炉设备是火力发电过程中最重要的设备，其工作直接影响到整个电厂的运行状态。
只有在中国工业锅炉实际运行效率大约有65%，与国外先进水平相比，低15-20%，通过节能改造，每年可节省大量的煤，影响锅炉效率的因素是多方面的，一方面由于燃煤发电的来源和煤种复杂多变，对燃烧系统的直接摄动；另一方面，由于设备老化和单位变换，得到变工况范围大，使电站锅炉运行状态往往偏离最优条件，因此，对锅炉燃烧系统优化控制技术先进，保证锅炉的安全环保经济运行，具有非常重要的现实意义。
锅炉燃烧优化系统的本质是运行技术改变锅炉设备参数的前提下，通过对燃料和空气分配比等参数提供调整，使锅炉燃烧燃烧处于最佳状态，以增加同时对锅炉安全运行的热效率，锅炉的实现经济，环境保护和安全操作。
1.2 模糊控制在火电厂燃烧控制系统中应用的意义自Zadeh教授在美国大学1965加利福尼亚建立了模糊集理论和1974英国e.h.mam2dani 在锅炉和汽轮机控制模糊控制中的应用是成功的，模糊控制已在开发在现实生活中广泛应用，其根源在于模糊逻辑本身提供了专家信息，语言为一种推理方法的控制系统结构。
通俗的讲，模糊控制是模糊推理的控制对象，模仿人的思维方式难以建立精确数学模型的实现。
它是利用模糊数学的交叉复合产品的控制理论，而且是智能控制的重要组成部分。
突出了模糊控制的特点1)设计不要求知道被控对象的精确数学模型,只需要提供现场操作人员的经验知识及操作数据。
(2)系统的优化性强,适应于解决常规控制难以解决的非线性、时变及滞后系统。
(3)以语言变量代替常规的数学变量,易于构造形成专业语言。
(4)推理过程模仿人的思维过程,加入了人类的经验,因而能够处理复杂甚至“病态”系统。
模糊控制器的设计和结构可以有许多不同的方法，但一般的模糊逻辑控制器的工作过程可以分为三个阶段：第一阶段是所谓的“模糊”，从精确量的语言变量转化为不同的类实现，输入变量设置为不同程度会员，会员功能：通常使用三角形隶属函数，正态分布和梯形隶属函数；第二阶段，输入变量的集合被分配给一个if2then控制规则，结果的各种规则加在一起产生一个“模糊”，即规则合成；第三阶段则为了解决模糊决策的模糊输出是通过语言变量的精确量的。
其实这是一个输出范围，找到一个被认为是最具代表性和精确的输出控制量直接驱动控制装置。
围绕着这样一个基本构造,模糊控制的发展取得了突出的成就。
如近年来发展起来的自适应模糊控制、基于神经元网络的模糊控制等。
全面综述了模糊控制近年来发展的状况。
模糊控制理论，控制该型锅炉复杂的热过程中，具有重要的理论意义和现实意义。
这是考虑到该控制方法的复杂性和传统的锅炉本身，实现锅炉的控制的存在下无法克服的问题确定:(1系统有严重的耦合。
例如：对燃料的变化量，对其他几个电路产生影响。
扰动燃料极大地影响蒸汽流，蒸汽流被改变反过来必然导致的变化的供水系统。
(2)由于对系统的变化，煤炭和煤的质量造成了不确定性。
改变负载（参照蒸汽需求）也构成了系统的不确定性。
(3)通过滞后于煤炭量的变化对主蒸汽压力的变化，循环时间。
在测量时间滞后的类包括延迟，处理延迟和传输延迟。
从控制的角度来看，更困难的是，这个物种的大小与时间延迟和负载条件也有所变化。
(4)有许多测量噪声信号，由于电厂的电力设备的高电压性能。
(5)一天24小时在锅炉设定值不断变化使锅炉运行在最佳状态下运行。
通常在早上大大增加负载，而在晚上，大大降低了负载1.3 模糊控制的发展及研究现状模糊控制又叫做模糊逻辑控制，它是一种新的计算机数字控制手段，主要的理论基础包括模糊集理论、模糊变量以及模糊推理等。
美国著名学者L.A.Zadeh 教授在1965 年首次创立了模糊集理论，而其首次应用于实际系统的控制则是由英国的 E.H.Mamdani 教授在1974 年实现的，这也成为了模糊控制论- 4-诞生的标志。
1980 年，Fukami 和Mizumorod 等提出模糊条件推理，成功用于废水处理过程。
1984国际模糊系统协会成立（IFSA成立国际fuzzysystemassociation），1985在西班牙的第一个美国会议。
我们在模糊理论的研究起步比较早，国内学者在模糊理论取得了巨大的成就。
吴伟志研究公理化的粗糙近似算子，王国俊在模糊逻辑的问题，取得了显著成就李洪兴zushu等人，李。
在模糊控制技术与应用的优秀成果，特别是李教授红星2002年8月11日北京师范大学，采用“变论域自适应模糊控制理论得到了世界上第一个“四级倒立摆控制系统”。
2005，是模糊数学中出世40周年的第十一州的会议在中国举行，在全世界包括Zadeh教授近100位著名学者，聚集在北京，讨论了模糊数学的发展计划。
许多科学家继续在模糊理论的发展和各种新技术、新理论和算法方面的交叉融合。
虽然模糊理论被提出只有四十年，但其发展速度非常惊人。
模糊控制已经应用到相机，如模糊洗衣机，电梯控制，水质净化等领域。
智能模糊控制系统越来越受到人们的重视基于模糊理论，也使得快速发展。
第2章电厂锅炉燃烧控制系统2.1 电厂锅炉简介火力发电厂燃料的化学能量转换为电力企业的主要设备，锅炉，汽轮机和发电机。
电站锅炉是火力发电厂的三大主机，也被称为蒸汽发生器，燃料这里在化学能量为热能转换。
一般来说，电站锅炉用于发电厂。
电站锅炉主要有两种类型：煤粉炉和循环流化床锅炉，本文主要研究对象为煤粉锅炉。
给煤机2 将原煤斗1 中储存的煤源源不断的送入磨煤机3 中，在磨煤机中制成的煤粉通过热空气进行干燥并送入燃烧器中进行燃烧。
冷空气在送风机20的作用下经空气预热器17 预热后变为热空气，一部分热空气进入磨煤机中对煤粉进行加热和干燥，另一部分直接进入炉膛，作为助燃空气参与燃烧。
磨煤机送出的煤粉气流由燃烧器9 送入炉膛中进行燃烧。
2.2 锅炉燃烧过程控制的任务及对象特性2.2.1 燃烧过程控制的任务锅炉燃烧系统是锅炉经济、安全运行的最关键的子系统。
锅炉燃烧过程控制的任务有很多，其中最基本的任务是保证燃料燃烧提供的热量满足蒸汽负荷的要求，与此同时，要保证锅炉运行的安全性和经济性。
不同锅炉的控制任务和控制方法由于燃料种类、燃烧设备等因素的影响而有所差别。
归纳起来，燃烧控制系统的任务有以下几个方面[45]：1．保证主蒸汽压力的稳定性主蒸汽压力是锅炉产生的蒸汽量是适于消耗汽轮机的量，可对锅炉设备的安全运行直接相关，但它是稳定的反映燃料供给的适应性和负载。
当控制，取决于改变燃料量投入主蒸汽压力的情况下，保证了主蒸汽压力的稳定性。
2．保证锅炉燃烧的经济性燃烧经济性体现在单位燃料的热释放是最大的，这是在燃烧状态的燃料。
影响燃烧效率的主要因素是空气量，空气和燃料必须保证相适应，确保锅炉燃烧的经济性。
改变燃料的数量时，必须进行相应的调整，空气。
如果空气供应不足，燃烧不充分；如果供给的空气量太大，会造成很多的热量带走的烟。
3.保证炉膛负压的稳定性锅炉炉膛负压是锅炉安全运行的关键参数，炉压稳定反映了风量、平衡或不铅量。
为了保证在一定范围内的炉内压力的稳定，必须使引风量可以改变空气流量的变化。
当空气流速比引风量，炉膛负压增大，会造成大量的热量随烟气排出，热损失增加；反之，当空气供给大于进风量，炉膛负压降低，造成炉膛向外喷火，威胁到工人的安全。
三控制的任务是相互联系、不可分割的，人们常将主蒸汽压力，在烟气和炉膛负压的调节量为三的氧含量，燃料和空气的供应量和空气输入量为三的调节是保证经济的稳定和锅炉运行的安全性。
2.2.2 锅炉燃烧控制系统的对象特性在锅炉燃烧控制系统，主要被调量是主蒸汽压力，蒸汽锅炉中产生的，是否适应消费和汽轮机主蒸汽压力蒸汽量，是锅炉设备的安全运行直接关系。
燃烧率（燃料和燃料热值的量）变化的诸多因素，造成主汽压力变化的主要因素。
其他两个是在烟道气和真空炉氧含量的调整量是保证燃烧状况良好的内部参数，风量要求，进气量保持适当的比例和数量的燃料。
下面将分别讨论[ 46 ]每个控制变量的动态特性。
1．主蒸汽压力的动态特性当锅炉正常运行时，若锅炉燃烧率发生变化，主蒸汽压力也将变化，响应曲线如图2-2 所示。
在图中我们可以看出，主蒸汽压力变化有延迟。
2．烟气含氧量的动态特性在送风量扰动下的烟气含氧量响应曲线如图2-3 所示。
3．炉膛负压的动态特性在引风量扰动下的炉膛负压响应曲线如图2-4 所示。
由图 2-2 至图 2-4 可以看出，各被调量的动态特性曲线均近似于具有纯滞后有自平衡能力的一阶对象的响应曲线，本文将各个被控量的数学模型用具有纯滞后的一阶惯性环节的传递函数近似表示()s e TsK W τ-+=1s 式中 τ —纯滞后时间； T —时间常数； K —放大系数2.3 锅炉燃烧系统的控制方案从燃烧过程的控制任务来看，燃烧过程的控制方案应该具有如下功能：1．炉膛燃烧率的变化迅速，适应外界负荷的变化；2．该控制系统能快速找到并拆下燃油、燃烧热值扰动；3．确保燃料，送风和引风等参数协调的变化，保证燃烧的经济性；4．确保燃烧过程的稳定性，避免炉膛负压大范围波动。