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《西安科技大学》 2010年
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基于免疫系统的锅炉蒸汽温度控制

王培仑  
【摘要】: 锅炉是发电、炼油、化工等工业部门的重要能源、热源动力设备。过热蒸汽作为锅炉运行中的一项重要指标,反映出设备运行的经济性和安全性。对于发电厂中的中、高压锅炉,过热蒸汽温度偏差不允许超过设计值±5℃,过热气温过高或过低,都会给安全生产带来不利的影响;另外,过热蒸汽被控对象具有大延迟、大惯性以及时变性等特性,其可控性也比较差。 针对过热蒸汽的以上特点,本文分析了影响蒸汽温度变化的各种扰动因素,如蒸汽流量的变化,燃烧工况的变化,给水温度的变化、进入过热器蒸汽热焓的变化等。在研究影响蒸汽温度变化的三个主要扰动因素,即蒸汽流量、烟气热量和减温水流量变化时系统动态特性的基础上,综合采用机理分析方法和实验方法,建立了蒸汽温度系统的数学模型。 本文简单分析了电厂锅炉通常采用的过热蒸汽温度串级控制系统。由于被控对象的复杂性,串级系统在某些时候调节品质不是很好,不能有效克服机组的负荷大幅变化对过热汽温的影响,易造成过热汽温超调。为了使控制更能适应工况的变化和干扰影响,本文提出了免疫遗传算法和免疫控制器的概念。 论文对免疫遗传算法的原理和各种算子进行了定性的分析,改进了传统遗传算法的策略,提高了全局寻优能力。在锅炉蒸汽温度的PID参数优化过程中使用改进的免疫遗传算法,得到的结果具有良好的通用性和精确度。仿真结果表明该算法是有效的,具有一定的工程推广应用价值。 论文借鉴生物免疫响应调节机理提出了免疫控制器,并结合常规PID控制器,提出了免疫PID控制器的设计方法。过热汽温控制系统的仿真研究表明,与常规PID控制器相比,免疫PID控制器有较快的响应速度和较小的超调,免疫PID控制器相比传统PID控制器可更好的用于锅炉蒸汽温度控制。
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TK328

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