基于无模型自适应的锅炉燃烧控制系统

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1、摘要工业锅炉作为工业生产和生活中重要的热源和动力源，在整个能源消耗中占相当大的比重。工业锅炉燃烧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，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。提高锅炉的运行热效率、降低能耗以及减少环境污染，是多年来技术改造和节能工作中意义深远的课题。目前锅炉控制的核心难点问题就是研究如何提高燃烧系统的经济燃烧指标，如何对锅炉燃烧过程进行最有效的控制。文中以无模型控制(MFAC)为基础，采用带有无模型外环补偿的PID控制器对锅炉进行燃烧控制。该控制器是基于模块化

2、设计思想设计的，它是在传统的PID控制系统外面增加一个无模型控制的外环，用以补偿系统跟踪误差。该控制系统有简单的系统结构，易于工程实现．文中将燃烧控制系统分为三个回路：负荷控制回路，送风控制回路，负压控制回路。通过对锅炉的热工分析与研究，建立了锅炉燃烧过程数值计算模型，运用在线热平衡计算和风速风量计算，为锅炉燃烧控制提供了相应的控制参量。在煤粉炉给粉量、风量难以测量的难题上给出了一种可行的思路。大量的仿真结果和工业应用实例表明，本文所采用的控制器能较好的实现对锅炉燃烧系统的控制，在一定程度上克服了传统控制算法的弊端．关键词无

3、模型自适应控制：非参数模型；工业锅炉；燃烧控制；空燃比燕山大学工学硕士学位论文AbstractIndustrialboilerisimportantheatanddrivefountaininindustrialproductionandlife，itconsumedsizeableproportioninenergysources．Combustionsystemforindustrialboilerisacomplicatedtime-varyinganddynamicprocess，withobviousnon-lin

4、earity,tightcoupling，longtimelags，andstronginterference．Soit'shardtoachieveidealcontrolperformanceandhigherrateofauto-controlinoperationwithconventionalcontrolalgorithms．Itwasaquestionfordiscussionproblemintechnicalalterationandretrenchingenergysourcesthatimproving

5、thermalefficiencyofboilerrunning，reducingexpendofenergyanddecreasingthepollutionoftheenvironment．Inbaseofmodel-freeadaptivecontrol,aPIDcontrollerwithamodel-freeexternalloopasacompensatorareusedinthepaper．Thecontrollerisbuiltupbasedonmodularizedmethod．Itisconsistsof

6、twofeedbackloops．Oneistraditionallidbop硼1cotheriscalledmodel-freeadaptivecontrol(MrAObasedexternalloop，whichisusedtoserveasacompensatorforsystemtrackingerror．Thismethodhasverysimpleconfigurationanditiseasytoapply．Tbecombustionsystemisconsistofthereloops：loadcontrol

7、loop。inputwindcontrolloop，furnagepressurecontrolloop．Acalculationmodelisbeenbuiltupthroughanalyzingandstudyofboiler．Controlparameterisbeenappliedbyusingheatbalanceandwindspeedandairvolume．AneWwayisgivenSOthatinputcoalandairvolumeishardtomeasurecallbesolved．Manysimu

8、lationresultshavedemonstratedthatthecontrollercanbetterrealizethecontrolforboiletcombustionandovercometosomeextenttheshortcomingsofconventionalal