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燃煤供暖锅炉自动控制系统的设计与研究

范环宇  
【摘要】:冬季供暖供热是衡量我国北方地区居民生活质量的重要指标,因此,以供热为主的供暖锅炉被广泛应用。然而由于我国目前供暖锅炉控制的自动化程度相对较低,锅炉系统的整体效率不高,造成了大量能源的浪费和大气的污染。由于锅炉系统存在的时变、非线性、不确定性等因素,使我们很难建立其精确的数学模型,因而采用基于数学模型的传统的PID等控制规律,将很难达到满意的控制效果。并且现在大部分的供暖锅炉没有独立的给料系统和计量系统,这给成本计算和原料量统计带来很大的不便。 鉴于以上的原因,提出了设计燃煤供暖锅炉的控制系统的课题。近年来随着模糊集合理论与计算机技术的发展,模糊控制理论在各行各业得到了广泛的应用,基于模糊控制规律的锅炉计算机控制系统备受人们关注。为此,本文分析模糊控制技术,对供暖锅炉的计算机控制系统进行了研究和设计,并配合实验室已有的电磁振动给料系统完成对燃煤供暖锅炉的控制系统和给料计量系统的设计,主要内容如下: (1)对实验室已有设备电磁振动给料系统进行分析和研究。 (2)对模糊控制理论进行了研究总结,论证了供暖锅炉模糊控制系统的可行性方案及其优越性。 (3)对供暖锅炉的燃烧系统结构和运行机理进行了分析,建立了系统的模糊控制模型,分别对锅炉的燃烧系统的给煤、送风、引风系统进行了控制规律的设计。 (4)使用仿真软件MATLAB7.1中的模糊控制工具箱,比较模糊-PID与传统PID的控制结果,运用AVR单片机ATMEGA128设计出锅炉自动控制系统的硬件并编制系统软件。


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