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《大连理工大学》 2013年
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热水锅炉燃烧系统建模与优化控制研究

刘龙云  
【摘要】:在我国北方地区,冬季非常寒冷,采暖供热是居民生活的重要需求。因此,供暖锅炉应用非常广泛。但是由于供暖锅炉的燃烧控制系统多由人工进行操作,自动化程度很低,造成了能源利用率低,大气污染严重等情况。供暖锅炉的燃烧系统是一个较难控制的对象,具有非线性、强耦合、大延时、时变性等特点。如何根据负荷的变动,合理有效地控制供暖锅炉的燃烧系统,对确保锅炉高效、环保与安全运行具有重要的意义。 本文针对供暖锅炉中应用最多的链条式燃煤热水锅炉进行研究,分析了其主要工作过程与原理以及锅炉燃烧系统的主要任务。在此基础之上,通过研究热水锅炉的燃烧特质和控制方法,明确了燃烧控制系统中各变量之间的相互关系,提出了由负荷控制、送风控制和引风控制三个相对独立的子系统组成的燃烧控制系统整体控制方案。 本文以大连鑫昱供热公司20t/h链条式燃煤热水锅炉为实验对象,通过分析燃烧系统的主要参数,给出了锅炉燃烧系统的三输入三输出模型。通过分析多输入多输出系统参数辨识的原理,将热水锅炉三输入三输出系统转化为由三个三输入单输出传递函数组成的系统,根据锅炉实际运行的数据,采用递推最小二乘参数估计方法对锅炉燃烧系统进行数学建模,取得了良好的建模效果。 针对燃烧控制系统多输入多输出且各参数之间相互耦合的特点,给出了PID神经网络控制算法,但由于其初始权值随机获取,控制效果易陷入局部最优,本文提出了一种新的自适应变异粒子群优化算法。将系统辨识模型作为控制对象进行Matlab仿真实验,自适应粒了群优化的PID神经网络器与PID神经网络器、基本粒子群优化的PID神经网络器相比,不仅响应快速,逼近目标时间更短,而且稳态相对误差更小,解决了PID神经网络算法初始权值易陷入局部最优值以及粒子群算法容易早熟收敛的问题,得到了更好的控制效果。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TU832.21;TP273

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑德忠;刘佳;葛文谦;;链条式热水锅炉控制的研究[J];传感技术学报;2006年01期
2 张爱民;张杭;陈德桂;李劲君;;基于系统辨识的电子设备建模及其应用[J];电工技术学报;2009年08期
3 吴昊;余岳峰;徐星星;;多输入多输出热工系统的辨识与建模研究[J];动力工程学报;2010年03期
4 魏明;杨楠;王向东;陈翔;;静电放电电磁脉冲能量耦合的系统辨识建模[J];高电压技术;2010年08期
5 于浩洋,景方,宋清昆,陈树生;模糊控制在燃煤锅炉燃烧系统中的应用研究[J];哈尔滨理工大学学报;2003年01期
6 朱大奇;人工神经网络研究现状及其展望[J];江南大学学报;2004年01期
7 阳春华;谷丽姗;桂卫华;;自适应变异的粒子群优化算法[J];计算机工程;2008年16期
8 谢林柏;丁锋;王艳;;基于辅助模型的量化控制系统辨识方法[J];控制理论与应用;2009年03期
9 朴海国;王志新;张华强;;基于合作粒子群算法的PID神经网络非线性控制系统[J];控制理论与应用;2009年12期
10 舒怀林,郭秀才;多变量强耦合时变系统的PID神经网络控制[J];工矿自动化;2003年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 李彩玲;改进PSO算法在综合负荷建模中的应用[D];长沙理工大学;2010年
2 徐涛;预测控制在锅炉控制系统中的应用[D];大连海事大学;2004年
3 张伟伟;工业锅炉燃烧系统辨识与建模研究[D];上海交通大学;2007年
4 黄以明;集中供热管网优化设计[D];西安理工大学;2007年
5 刘建军;神经网络广义预测锅炉燃烧控制研究[D];燕山大学;2007年
6 郑安平;基于PID神经网络的三自由度飞行器模型控制研究[D];南京理工大学;2008年
7 吴明永;工业锅炉控制策略研究与控制系统设计[D];兰州理工大学;2009年
8 范环宇;燃煤供暖锅炉自动控制系统的设计与研究[D];东北大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蔡伟;解国珍;闫树龙;吴刚;张新兴;;新农村建设中太阳能采暖技术的应用[J];安徽农业科学;2007年34期
2 张治;;供热工程课程的教学改革与实践[J];安徽工业大学学报(社会科学版);2011年01期
3 单晓平;;集中供热糸统按建筑分时供暖方法[J];辽宁科技大学学报;2009年05期
4 闫梁;梁建民;刘刚;詹家宾;;电动操纵负荷系统多余力抑制研究[J];兵工自动化;2010年07期
5 周守军;潘继红;王庆峰;赵有恩;田茂诚;;城市集中供热系统一次网运行优化及算法[J];北京工业大学学报;2012年04期
6 李大江;经济保温层厚度的热力分析与优化[J];北京节能;1999年05期
7 狄育慧;采暖建筑中墙体节能的探讨[J];节能与环保;2000年06期
8 付海利,程永生,吴松滨;保温层湿工况启动特性分析[J];节能与环保;2005年07期
9 王玉军;王玉慧;;高大空间建筑物采暖方式刍议[J];节能与环保;2008年02期
10 李岱森,欧阳金练;小区供暖采用稳压泵系统稳压的改进措施[J];北京建筑工程学院学报;1996年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙志勇;孟燕;;热力管网水力平衡分析软件(Flowra3.2)在设计中的应用[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C];2009年
2 杜诚;;浅谈闭式凝结水回收的效益[A];吉林省土木建筑学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 李俊丽;张光辉;祝晓红;;新型智能变增益单神经元PID控制算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 曾喆昭;;基于神经元PID最优控制的汽轮机调速系统研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 ;Identification of Hammerstein Models Based on Online Support Vector Regression[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
6 赵永国;刘广亮;吴昊;李松源;;智能在线式手持PID参数整定仪的设计与软件开发[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
7 欧林林;周佩冬;陈宣光;俞立;;离散时滞系统的H_∞低阶控制器参数集研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
8 薛景丽;郑新奇;刘润润;;基于神经网络模型的区域土地利用结构预测研究——以新疆为例[A];发挥资源科技优势 保障西部创新发展——中国自然资源学会2011年学术年会论文集(下册)[C];2011年
9 郝连虎;;塘沽多热源集中供热系统热源研究[A];转型与重构——2011中国城市规划年会论文集[C];2011年
10 田翠侠;邢科礼;张国贤;;基于灰色预测补偿的模糊PID在电液伺服系统中的应用研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曾智刚;波浪运动升沉补偿液压平台关键问题试验研究[D];华南理工大学;2010年
2 闫正兵;内部热耦合空分塔的建模与优化研究[D];浙江大学;2010年
3 刘美玲;融合多元环境因子的水稻重金属污染水平遥感评估模型[D];中国地质大学(北京);2011年
4 王锡;新型分布式供能系统热力特性研究[D];华北电力大学(北京);2011年
5 王晓燕;分数阶控制系统分析及应用研究[D];华北电力大学(北京);2011年
6 谭晓倩;活化生土基低碳节能村镇建筑材料研究[D];大连理工大学;2011年
7 陈学松;强化学习及其在机器人系统中的应用研究[D];广东工业大学;2011年
8 叶洪涛;基于免疫算法的污水处理系统预测及优化控制研究[D];华南理工大学;2011年
9 刘明;油田热水供暖系统热负荷智能预测技术研究[D];东北石油大学;2011年
10 侯明哲;寻的导弹导引与控制一体化设计[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑洪波;虚拟倒立摆系统的控制研究[D];山东科技大学;2010年
2 张志伟;楼宇供暖节能系统的设计[D];山东科技大学;2010年
3 李华;热电厂能量利用与节能技术改造研究[D];山东科技大学;2010年
4 魏光宇;二维转台控制系统[D];长春理工大学;2010年
5 刘健洪;基于ARM和CAN总线的染色机温度控制系统研究[D];浙江理工大学;2010年
6 吕勇松;基于补偿的模糊神经网络电阻炉控制系统设计与实现[D];浙江理工大学;2010年
7 刘玲玲;PID参数整定技术的研究及应用[D];郑州大学;2010年
8 郑子元;高压共轨柴油机电控系统设计开发研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 赵博;大型热电厂间接连接供暖系统对新型墙体节能建筑供暖能耗分析[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 段立丰;以热电厂为热源的既有建筑供暖系统的能耗分析[D];哈尔滨工程大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 魏明;刘尚合;朱长青;;IEC 61000-4-2存在问题分析[J];安全与电磁兼容;2005年06期
2 顾念祖,张子馨;工业锅炉烟气脱硫的迫切性及控制对策[J];北京节能;1999年04期
3 张军;最小二乘法在经典阶跃响应辩识中的应用[J];包头钢铁学院学报;2000年04期
4 张运波;PLC梯形图设计中的关键技术[J];长春工程学院学报(自然科学版);2000年01期
5 宋长华;蒸汽管道的热经济学设计分析[J];重庆电力高等专科学校学报;1999年01期
6 陈元新,蒋寿生,李欣然;感应电动机及电力综合负荷模型结构的研究[J];长沙电力学院学报(自然科学版);2000年02期
7 王进,李欣然,苏盛;用阻尼最小二乘优化算法实现电力系统综合静态负荷建模[J];长沙电力学院学报(自然科学版);2004年01期
8 李彩玲;王进;冯烨;孔帅;;基于PSO-动态修正算法的静态负荷模型辨识[J];电力科学与技术学报;2009年03期
9 李欣然,陈元新,唐忠;一种适应大跨度电压变化的综合负荷静态模型[J];长沙电力学院学报(自然科学版);1999年01期
10 齐建才;工业锅炉安全、环保与节能等新技术现状与发展[J];城市技术监督;2001年05期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 张自助;蔡满军;陈晓光;周祚超;;旋风流渣式燃煤器在油田注汽锅炉和工业炉中的应用[A];2004全国能源与热工学术年会论文集(2)[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 李世武;管网系统热经济决策理论与方法的研究[D];西北工业大学;2002年
2 朱大奇;航空电子设备故障诊断技术研究[D];南京航空航天大学;2002年
3 张红斌;电力系统负荷模型结构与参数辨识的研究[D];华北电力大学(北京);2003年
4 朱燕飞;锌钡白回转窑煅烧过程智能建模研究[D];华南理工大学;2005年
5 魏立新;基于智能计算的油田地面管网优化技术研究[D];大庆石油学院;2005年
6 何群;基于广义预测控制的锅炉测控系统研究[D];燕山大学;2006年
7 徐礼文;几类统计模型的估计和预测理论[D];北京工业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 许娟;建筑小区内地下热力管网的优化设计[D];北京工业大学;2000年
2 崔晓龙;非稳态环境对埋地管道传热影响的研究[D];大庆石油学院;2002年
3 杜锐;遗传算法在给水管网优化设计中的应用[D];合肥工业大学;2002年
4 郑虎;肥大型船舶水动力导数的辨识及应用[D];大连理工大学;2002年
5 苏馈足;给水管网现状分析方法研究[D];合肥工业大学;2003年
6 陈丰民;采油五厂埋地集输管道保温技术研究[D];大庆石油学院;2003年
7 姚莉;城市天然气管网规划设计[D];西南石油学院;2003年
8 甘才军;复合材料液—固挤压过程辨识与控制[D];西北工业大学;2004年
9 张立勇;供热管网的流体网络分析及水力平衡研究[D];天津大学;2004年
10 韩耀鹏;模糊控制在蒸汽温度控制系统中的仿真研究[D];辽宁工程技术大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘光远,陈兴华;电热水锅炉在中央空调中的合理使用[J];节能技术;2000年06期
2 陈宏,张凡,牛卉;热水锅炉综合改造[J];煤炭技术;2000年02期
3 姬建生,马泽宁;浅析热水锅炉的防腐问题[J];西山科技;2000年01期
4 庞兰辉,翟国英;热水锅炉的维修与改造[J];实验室研究与探索;2000年02期
5 曾剑峰,石新武,孙志宇;水—水间接换热式常压热水锅炉的设计与优化[J];工业锅炉;2001年06期
6 ;新型环保节能煤气常压热水锅炉问世[J];吉林水利;2001年11期
7 姚根金;关于常压热水锅炉的系统设置和节能[J];节能;2001年07期
8 王运财,张苍松;一台热水锅炉的事故分析[J];质量天地;2001年10期
9 吕永军;高寒地区热水锅炉锅内加药水处理[J];林业劳动安全;2001年03期
10 刘明福;浅谈常压热水锅炉的利弊[J];西山科技;2001年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘亚平;;常压热水锅炉常见故障及处理办法[A];铁道工务(铁路房建管理专集)[C];2007年
2 王军;张传聚;;热水锅炉水动力学特性分析[A];第二十届全国水动力学研讨会文集[C];2007年
3 张少军;林贵增;;真空热水锅炉的开发与实践[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(下册)[C];1999年
4 谢育卿;;热水锅炉运行的常见问题及预防[A];山西省科学技术情报学会学术年会论文集[C];2004年
5 李银国;;浅谈常压热水锅炉运行系统的改进[A];2006北京铁路局技师论文集[C];2006年
6 丁立群;;SHW80-1.6/150/90-AⅡ(110吨)型热水锅炉研制[A];推进供热体制改革与节能改造新技术新设备应用交流会论文集[C];2010年
7 何忆江;;浅谈真空热水锅炉的构造特点及工作特性[A];全国暖通空调制冷2002年学术年会论文集[C];2002年
8 左贤龄;;热水锅炉采暖供热系统节能设计的思考[A];北京机械工程学会2008年优秀论文集[C];2008年
9 解鲁生;;热水锅炉及供热系统的防腐与除氧[A];全国供热行业热源技术研讨会论文集[C];2004年
10 王刚;;大型热水锅炉的技术与市场分析[A];山西省科学技术情报学会学术年会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 刘玉;辽宁朝阳10万农村娃喝上干净热水[N];中国教育报;2009年
2 记者 李志清;锅炉如何节能减排? 自主开发专利技术![N];绍兴日报;2011年
3 许宛英;小型、常压热水锅炉要“持证上岗”[N];江苏经济报;2000年
4 玉纲;算细账 找差距 挖潜力 聚合力[N];中国质量报;2007年
5 ;小型和常压热水锅炉安全监察规定[N];中国质量报;2000年
6 李卫平;推动产品换代产业升级[N];中国质量报;2007年
7 孙丽梅;高效节能常压热水锅炉研制成功[N];中国建材报;2004年
8 记者 齐中熙;大型强制循环流化床热水锅炉研制成功[N];新华每日电讯;2001年
9 ;高效环保智能型全自动燃气热水锅炉[N];科技日报;2007年
10 秦崇广;一位农民和他的30项节能环保专利[N];中国特产报;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 张振兴;燃气热水锅炉智能控制系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
2 刘龙云;热水锅炉燃烧系统建模与优化控制研究[D];大连理工大学;2013年
3 王鹏;小型水火管热水锅炉水动力特性研究[D];东北电力大学;2007年
4 刘佳;基于神经网络PID控制算法的热水锅炉燃烧控制的研究[D];燕山大学;2006年
5 易凯;自然循环热水锅炉水动力不确定因素分析[D];哈尔滨工业大学;2012年
6 李荫;生物质成型燃料热水锅炉的改进设计与试验[D];河南农业大学;2006年
7 金明花;电真空热管热水锅炉的电气系统设计[D];延边大学;2008年
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