MATLAB基于前馈补偿解耦的锅炉燃烧系统控制设计(2)
锅炉是及其重要的工业设备，应用于炼油、冶金、化工、轻工等行业。锅炉还是被广泛的应用于国家经济发展的各个重要部门中的设备。随着锅炉的大规模使用，工业生产的才得以不断扩大，作为动力和热源的锅炉，也向着高品质、高效率发展，为了确保锅炉高效正常运行，也为了操作人员的安全，使得锅炉设备有一个高效能、高节能、安全正常运行的控制系统就显得非常重要。
由于负荷变化从本质上说是非线性和时刻变化的，锅炉内部的各个参量又存在很大的延迟，因此，锅炉燃烧系统中的内部负荷适应能力和主蒸汽压力稳定、燃料流量的多少控制之间的矛盾一直是锅炉燃烧自动控制中亟待解决的根本性问题。而且锅炉燃烧控制系统与大多数生产过程控制系统有一定差别，它不仅存在各个不断变化的参量之间的动态品质调节问题还要考虑到锅炉的经济燃烧性和安全性。如何使主蒸汽压力既在安全、高效的环境里作用，又能使炉膛中的燃料可以充分燃烧(即高效燃烧问题)，是燃烧优化控制所要达到的真正境界，也是整个燃烧过程控制的精华所在。
首先，工业锅炉是一个具有多回路相关联的复杂对象。就工业燃煤蒸汽锅炉而言，控制回路有很多，因此需要将多回路分解为多个单回路进行控制。其次，锅炉燃烧系统加热到蒸汽有很大的惯性和滞后，导致蒸汽压力稳定性下降，使得反应信号不能被及时控制，只有在延迟之后才能反映到被调量，并且当对象受到干扰而引起被调量改变时，控制器不能立即对干扰产生抑制，这就使得压力产生波动，严重影响后面的生产。
1.4 相关领域研究现状
1.5 Matlab/Simulink仿真工具简介
模拟仿真软件Matlab/Simulink软件【2】
MATLAB名字由MATrix和 LABoratory 两词的前三个字母组合而成。那是20世纪七十年代，时任美国新墨西哥大学计算机科学系主任的Cleve Moler出于减轻学生编程负担的动机，为学生设计了一组调用LINPACK和EISPACK矩阵软件工具包库程序的的“通俗易用”的接口，此即用FORTRAN编写的萌芽状态的MATLAB。
现在的最新的MATLAB已经拥有了比旧版更为强大的计算功能，它由主包、Simulink以及功能各异的工具箱组成，以矩阵运算为基础，把计算、可视化、程序设计融合到了一个简单易用的交互式工作环境中。在这里可以实现工程计算、算法研究、符号运算、建模和仿真、原型开发、数据分析及可视化、科学和工程绘图、应用程序开发(包括图形用户界面设计)等等功能。
SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，它支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统，也支持具有多种采样频率的系统。在SIMULINK环境中，利用鼠标就可以在模型窗口中直观地“画”出系统模型，然后直接进行仿真。它为用户提供了方框图进行建模的图形接口，采用这种结构画模型就像你用手和纸来画一样容易。它与传统的仿真软件包微分方程和差分方程建模相比，具有更直观、方便、灵活的优点。SIMULINK包含有SINKS（输入方式）、SOURCE（输入源）、LINEAR（线性环节）、NONLINEAR（非线性环节）、CONNECTIONS（连接与接口）和EXTRA（其他环节）子模型库，而且每个子模型库中包含有相应的功能模块。用户也可以定制和创建用户自己的模块。【2】
2 锅炉燃烧系统分析
2.1 锅炉燃烧系统构造
锅炉是一个多输入、多输出、多回路、非线性的相互关联的对象，调节参数与被调节参数之间存在着许多交叉影响，如当锅炉负荷变化时，所有的被调量都会发生变化，而且改变任意一个调节量时，也会影响到其他被调量。