船用锅炉汽包水位Fuzzy-PID控制器策略理论研究

汽包水位是船用锅炉安全稳定运行的重要指标。运行过程中，负荷冲击、进出水速度、燃料品质以及供油量的变化等随机性干扰因素均影响汽包水位的动态品质，使其具有复杂的动态特性。目前，汽包水位的控制大多采用常规PID控制方式，由于其控制参数是固定不变的，其控制效果往往难以满足要求，造成系统不稳定甚至失控。本文介绍了Fuzzy在线自调整PID参数控制器原理在船用锅炉汽包水位控制系统中的应用，为以后研究模糊智能控制方法对复杂多变系统的控制打下坚实的理论基础。     

基于阶梯式广义预测的船用锅炉汽包水位控制

针对船用锅炉汽包水位控制的特点，提出将阶梯式广义预测策略应用于船用饱和蒸汽辅锅炉汽包水位控制。仿真研究表明，该策略的控制效果优于常规的PID控制，它能适应对象参数的变化，具有较强的鲁棒性和自适应能力。     

船用锅炉汽包水位模糊控制研究

传统的锅炉汽包水位单回路PID控制方案,无法克服汽包蒸汽流量扰动的影响。文章提出带模糊监督的控制方案,扰动经模糊处理后作为前馈控制信号,通过引入监督控制环节自动调整前馈控制和反馈控制的权重,以实现控制目标。以船用锅炉汽包水位控制为对象,采用上述控制方法实现锅炉汽包水位的模糊双冲量控制。经计算机和热态仿真,表明系统超调量较小,有较好的有效性和实用性,证明所采用的控制方案是可行的。     

锅炉汽包水位的仿人逻辑控制策略

为了改善锅炉汽包水位控制器的控制效果,在串级三冲量PID控制与模糊逻辑控制的基础上,设计了汽包水位的仿人逻辑控制器.运用Matlab/Simulink软件对锅炉汽包的水位控制进行了建模,对正常升负荷与突然甩负荷工况进行了仿真计算.结果表明,锅炉汽包水位的仿人逻辑控制器,既具有全工况及串级三冲量PID控制的良好稳定性能,...     

基于Fuzzy-PID组合智能控制理论的船用锅炉水位仿真研究

锅炉是决定船舶航运安全稳定的重要因素。其蒸汽、压力、温度这些非常重要的控制量与汽包水位有着密切的联系。利用模糊控制理论设计锅炉水位模糊控制系统和传统PID控制器优势互补，并应用MATLAB软件对该控制系统进行验证，仿真结果表明该系统对锅炉水位可实现实时最佳控制。     

RBF神经网络动态补偿的汽包水位多模型预测控制

在船舶蒸汽动力系统中,普遍采用锅炉增压形式对蒸汽动力进行最大化的利用,而锅炉增压系统中最重要的是控制器的设计,该控制系统的稳定性对整个锅炉系统的安全运行至关重要。本文从锅炉增压系统的基本工作原理出发,建立了一种船舶锅炉汽包水位的状态模型,对汽包的温度和水位状态进行全面描述,然后利用RBF神经网络算法建立了汽包状态的动态补偿模型,并设计了基于PID预测控制策略。仿真结果表明,本文提出的预测模型具有较好的鲁棒性和稳定性。     

船用锅炉汽包水位控制算法的优化

锅炉汽包水位控制系统是一个复杂的时变动态过程,具有很强的非线性、紧耦合、大滞后、强干扰特性,传统的控制算法很难使之达到理想的控制效果和较高的自动投运率。文章结合在实验室的"GL-001"锅炉设计了具有自调整加权因子的模糊控制器,能够克服许多干扰因素,对于锅炉汽包水位这一复杂的工业对象,显示了强鲁棒性,并产生了良好的控制效果,其控制性能优于常规PID控制。     

船舶锅炉水位数学控制系统

本文根据船舶锅炉汽包水位在给水流量作用下的动态特性，得到了汽包水位单元的Ｚ传递函数。运用数学数字直接设计法，在汽包给水量控制水位的闭环系统中，引进蒸汽流量信号作为前馈信号，设计了锅炉双冲量水位数字调节系统。通过对反馈系统箭馈系统的分析和计算得到了反馈数字控制器和前馈数字控制器的Ｚ传递函数，并得出了控制器的微机实现的算法。     

船用锅炉水位计算机智能控制器方案

从船用锅炉水位的一般控制系统入手,提出了模糊控制与常规PID调节器相结合的控制方案,并在此基础上引入人工智能原理,设计出一种Fuzzy-PID智能控制器,以代替船用锅炉水位控制器中的常规PID调节器。     

基于随机森林模型的锅炉汽包水位失效分析

锅炉汽包水位的稳定程度直接对整个锅炉系统运行有很大的影响,因此汽包水位失效预测是汽包事故防治的前提[1],针对锅炉汽包水位失效预测的复杂性,为了能够准确而快速的判别锅炉水位失效,采用随机森林算法建立锅炉汽包水位失效性预测模型。通过对实测数据进行取样、预处理、数据挖掘和分析从而准确预测出汽包水位出现故障的孕因。为了验证本模型的精准性,采取与Bayes Net贝叶斯网络和Back Propagation神经网络的测试数据进行比较。结果发现,本模型人工控制参数少、拟合效果好、预测精度高、结构简单、泛化能力强、锅炉汽包水位失效预测的结果与实际生产状况相吻合,故该方法可以有效地预测失效发生的可能性,对指导锅炉汽包水位事故防治工作有很好的预见性。     

船用锅炉水位模糊自适应PID控制仿真

本文基于MATLAB/SIMULINK平台,建立一种模糊自适应PID控制算法的仿真控制器,检验其对具有时变、大滞后等特性的控制对象的控制效果。以一艘6万吨原油废气锅炉汽包液位为控制对象进行仿真,给出了该控制器的具体设计方法,仿真结果表明,所设计的控制系统超调量小、调节时间短、响应速度快、动静态性能好。证明了本文方法在船舶锅炉水位控制中的有效性。     

改进自适应遗传算法优化的船用增压锅炉上锅筒水位滑模控制方法

[目的]船用增压锅炉的上锅筒水位由于航行中负荷的频繁变化,难以获得理想的控制效果。为了保证上锅筒水位的稳定,对大负荷扰动下的上锅筒水位控制方法进行研究。提出一种基于改进自适应遗传算法优化的增压锅炉上锅筒水位滑模控制方法。[方法]将上锅筒水位偏差的速度和速度变化率引入S函数来设计滑模控制器,采用李雅普诺夫稳定性原理证明其稳定性。在此基础上,利用改进的自适应遗传算法优化滑模控制器。[结果]将改进的自适应遗传算法优化的增压锅炉上锅筒水位滑模控制方法与传统的PID控制方法进行了对比分析。在响应斜坡扰动信号和阶跃扰动信号时,改进自适应遗传算法优化的滑模控制器均能够无差跟踪输入信号,其稳定时间比PID缩短5 s,超调量也小于PID。[结论]仿真结果表明,改进自适应遗传算法优化的滑模控制方法具有更优的控制效果。     

自适应T-S模糊多模型在汽包水位滑模预测控制器设计中的应用

针对船舶增压锅炉汽包水位随时间变化及船舶运行的非线性等特点,本文运用自适应T-S模糊多模型进行汽包水位滑模预测控制,并利用减法聚类进行前件辨识,利用最小乘法进行后件规则的在线自适应辨识。最后将本文算法与RBF动态补偿控制进行对比,以此来说明本文算法的鲁棒性强。     

大型船舶汽包水位SVM预测控制研究

为了提高大型船舶(蒸汽动力)在海战、避碰等特殊情况下的机动灵活性,保证锅炉汽包水位在规定的范围内波动,降低汽包水位暂态超调和稳态误差是十分必要的.在基于支持向量机的模型预测控制(MPC)算法的基础上,结合模型预测控制、串级调节的优点,提出了锅炉汽包水位控制系统的控制策略.内回路采用模型预测控制,快速消除给水流量的扰动;外回路采用基于结构不变性原理的前馈补偿控制,解决蒸汽流量的扰动问题;同时,MPC的强鲁棒性保证了在对象特性变化的情况下系统仍具有良好的调节品质.仿真结果表明该控制策略有效,并具有很强的实用性.     

船用燃油辅锅炉的建模与仿真

针对船用燃油辅锅炉,通过机理建模的方法,得到汽包水位和压力在具体扰动下的数学模型。运用Matlab在不同的工况下仿真,证实模型可信度。根据仿真分析的结果,通过MCGS和VB设计制作燃油辅锅炉主要功能仿真模块,实现船用燃油辅锅炉及相关设备的模拟。本仿真模拟器系统既可对船舶技术人员进行综合训练,也可作为单独的锅炉仿真培训系统,或作为锅炉课程教学的辅助教学用具。     

基于MATLAB环境的工业锅炉汽包水位的模糊控制算法

工业锅炉汽包水位的控制是一个大滞后非线性的控制问题，比较复杂。宜采用模糊控制。然 而，模糊矩阵的计算和解模糊都十分烦琐。本文使用面向工程和科学计算的交互式计算机软件MAT- LAB的模糊推理系统工具箱，设计锅炉汽包水位控制系统，用SIMULINK模块对系统进行仿真，实现系 统的优化设计，有效地解决了模糊控制中的难题，大大提高了设计人员的工作效率。     

汽轮机凝水调节的自动控制分析研究

针对某汽轮发电机组凝水系统实际使用需求,介绍凝水调节系统自动控制的工作原理、组成和结构设计,采用PLC语言编制完成PID调节控制模块程序,该程序根据设定的水位值,自动向水位调节器执行机构发出模拟量指令信号,控制水位调节器开启或关闭至各管路的窗口,从而实现回水或排水功能。通过专门搭建的试验平台模拟实际使用工况对水位调节系统进行试验验证。试验验证结果显示设计的水位调节器及水位自动控制程序在各种变工况条件下均能维持水箱内设定的水位,为后续机组凝水系统安全稳定运行提供试验数据支撑。     

汽轮机凝水调节的自动控制分析研究

针对某汽轮发电机组凝水系统实际使用需求,介绍凝水调节系统自动控制的工作原理、组成和结构设计,采用PLC语言编制完成PID调节控制模块程序,该程序根据设定的水位值,自动向水位调节器执行机构发出模拟量指令信号,控制水位调节器开启或关闭至各管路的窗口,从而实现回水或排水功能.通过专门搭建的试验平台模拟实际使用工况对水位调节系统进行试验验证.试验验证结果显示设计的水位调节器及水位自动控制程序在各种变工况条件下均能维持水箱内设定的水位,为后续机组凝水系统安全稳定运行提供试验数据支撑.     

船舶锅炉汽包水位调节的改进自抗扰控制器设计

针对大型油船锅炉汽包水位控制系统具有非线性、时变和强干扰等特性,利用反双曲正弦函数设计二阶跟踪微分器和二阶扩张状态观测器来改进传统的自抗扰控制器。分析二阶汽包水位的控制结构并构建相应的数学模型。理论分析和仿真结果表明:该自抗扰控制器满足汽包水位控制系统的动态响应指标,证明改进算法对系统的内部和外部干扰的抑制能力强,控制效果理想,响应速度快,抗扰能力强。     

基于CAN总线的船用起重机自动定位控制系统设计

随着工业自动化、智能化技术的发展与应用,船用起重机日趋向自动化、高效率、智能控制方向发展。针对这种趋势,本文设计了一种基于CAN总线的船用起重机自动定位控制系统,以多路电液比例阀为控制对象,利用编码器读取起重机各自由度实时位置并进行坐标变换,采用模糊PID控制算法,并在Labview平台下进行试验验证。实验结果表明,该系统运行可靠,实现了起重机的自动定位与控制,相比于传统的PID控制,提高了起重机的自动转运时间和目标定位精度。