MATLAB基于前馈补偿解耦的锅炉燃烧系统控制设计
随着我国经济技术的快速发展，在工业中使用的锅炉技术取得了巨大的进步。锅炉制造标准日益成熟，其所使用的技术不断提高，产品质量越来越好，使得经济规模也日益壮大。然而，在快速发展的经济道路上，国家也付出了很大的资源和环境代价。随着国家对工业使用方面安全、节能和环保方面的要求逐年提高，如何在确保工业锅炉安全运行、经济效益损失最小化的形势下，如何进一步推进节能减排的落实和开展，已成为工业锅炉行业未来发展面临的重要门槛和挑战。我国锅炉制造业经历了数十年漫长的发展，改革开放以来，工业锅炉制造已经进入高速发展的区间。
综上所述，锅炉的革新和发展已经成为现代化工业急需的任务，对锅炉的技术改造是未来通向节能减排和提升经济规模的必经之路。本文将通过设计前馈解耦控制系统解决锅炉中燃料量和蒸汽压力的滞后，并利用Matlab/Simulink软件实现控制系统仿真调试。论文网
1.2 本文主要工作
本文所论述的锅炉是一个基于现代工业中大规模应用的锅炉燃烧系统，它由于控制变量燃料量和被控变量蒸汽压力存在着严重的滞后的问题，让我通过前馈补偿的解耦方法，消除滞后，并在Matlab/Simulink实现仿真。
通过串级控制、前馈控制实现在锅炉燃烧过程控制系统中的综合应用，通过控制燃烧过程中的各个子系统，从而达到控制各个变量的目的，锅炉燃烧的过程中蒸汽的控制是通过压力实现的，锅炉后续环节对蒸汽的使用情况不同，反映在蒸汽锅炉环节就是蒸汽压力的持续波动。想要生产正常进行，就必须文持蒸汽压力的恒定。保证蒸汽压力恒定的主要方法是随着蒸汽压力波动及时调节燃烧产生的热量，而燃烧产生热量的调节是通过控制所供应的燃料量以及适当比例的助燃空气的控制实现的。因此，蒸汽压力是最终需要被控制的量，根据所需求的情况确定；燃料量是根据蒸汽压力确定的；空气供应量根据空气量与燃料量的合理比值确定。
不同的锅炉循环在结构，性能特点和调节手段由于流化床锅炉制造商不一样，也有一定的差异，使锅炉运行方式不同。控制方案的构造，应该融入锅炉设计参数，以使控制方案更有针对性;循环流化床锅炉和煤在煤颗粒尺寸的变化和不同的载荷下，在炉气固两相的流体流动，燃烧和传热的组织将发生变化，相应的初级和次级空气流将发生一定变化。
1.3 课题研究的目的和意义
目前，随着世界各国对能源的掠夺，人们对能源危机概念的认识越来越清晰，节能便成为一个世人所亟待解决的问题。工业锅炉是我国目前应用十分宽泛、数量较多的能源设备，是发电、化工等工业生产过程中必不可少的。锅炉的好坏，对于能源的节约有着重大的意义，而现今工业锅炉的现状却是：设备陈旧，主设备本身存在不少缺陷，运行水平不高，控制技术落后，对环境污染严重。锅炉运行的热效率不高，一般低于设计水平5%-10%，能源利用率仅为32%左右，比发达国家低约8个百分点【3】，所以有必要对工业锅炉进行技术改造，提高运行的自动化水平，这样既可以得到理想的控制效果，其节能效果也十分可观。