基于SCILAB的锅炉温度模糊控制(2)
电锅炉是将电能转换为热能的能量转换装置。它具有结构简单、无污染、自动化程度高等特点。传统的锅炉大多是以煤或化石产品为原料，电锅炉与传统锅炉相比较，具有投资少、占地面积小、热效率高、能量转化率高、操作简单等优点。基于以上优点，电锅炉正逐步取代传统锅炉，成为主要供热设备。
锅炉控制是过程控制中的一个典型，动态特性具有大惯性和大延迟的特点，而且伴有非线性。目前我国的电热锅炉温度控制大多依旧采用开关式控制，甚至还有采用人工的控制方法。当然这些控制方法有很大的弊端，比如系统稳定性差，超调量大，同时由于升温依靠电阻丝加热，降温依靠自然冷却，所以对外界变化响应慢，实时性较差。频繁的切换开关也会对电网产生很大冲击，一定程度的降低系统的经济效益，锅炉的使用年限也会因此受到影响。所以，研究出一种更为有效的电锅炉温度控制方法，对于提高系统的经济性和稳定性具有非常重要的意义。
1.2 电锅炉概况
目前国内外的锅炉大部分还是以燃油或燃煤为主，因此在燃烧过程中就会产生大量残渣以及废气，既影响人类生活产生，也会对环境造成一定的污染。随着电能逐渐替代燃料能源。电锅炉得到了很大的发展，与燃料锅炉相比也有着不同的控制方法，燃料锅炉大多采用人工控制方式，可靠性和安全性差，又会造成人力资源的浪费。而电热锅炉采用的是智能控制方法，适应现代工业的发展要求。电锅炉不仅具有噪声小、无污染、效率高等特点，还具有供热稳定、运行安全可靠、自动化程度高的特点，是理想的节能环保型供暖设备。
早在二十世纪初期，电锅炉在国外就已经开始得到应用，而我国是从上世纪70年代后期才开始对电锅炉进行研究和应用。随着电锅炉技术的不断发展，电锅炉正逐步取代传统的燃煤和燃油锅炉，已经广泛应用于工业生产的各个领域。由于国外对电锅炉的研究起步早，控制水平也高于国内，控制精度高，方法也复杂。国内对电锅炉的研究相对较晚，导致电锅炉的控制水平较低，算法简单、粗糙、温度控制的效果也不是十分理想，在实际控制中会出现系统压力不稳、输出震荡等现象，锅炉的自动化控制程度不高。
但是对于电锅炉的非线性时变系统来说，传统的经典控制方法控制效果不是很好。随着计算机技术和自动控制技术的不断发展，在解决非线性时变系统的问题和线性定常系统的问题时，现代控制理论都取得了良好的控制效果。然而使用现代控制理论和经典控制理论的控制系统，首先需要确定被控对象的数学模型，再根据给定的性能指标和被控对象的数学模型来选择控制规律，进行控制设计。但是实际控制中，多数情况被控对象的数学模型是很难精确表达的，导致此类难以用经典控制和现代控制方式来控制，这就需要操作人员有丰富的控制经验，通过手动控制才能达到比较满意的效果。人们的不断研究总结发现，如果可以让计算机模拟这些操作人员的思文方式以及控制特点，可以使计算机对被控对象的控制进行决策，通过反馈控制，用语言描述人的控制思想和决策，总结出一系列条件语句作为控制规则。利用计算机程序来实现这些条件语句，来对被控对象进行控制。这样就用计算机取代操作人员来对被控对象进行控制。这种模糊控制技术在智能控制当中有着非常重要的地位。
目前，对电锅炉广泛应用的控制技术通常是PID控制，其效果还是比较好的，模型的参数也比较少，所以在电锅炉温度控制上，国内外大多采用此控制方法。PID控制器的参数选取将直接决定控制的效果，但是对PID数的整定是一项非常复杂的工作。虽然对PID控制参数整定方法有很多，例如Zieger-Nichols法。但是传统的非智能整定方法并不是最优解，还需要依靠以忘的控制经验通过不断调试，因此也是很难达到理想的控制效果。
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