MATLAB前馈补偿的锅炉温度控制系统设计(2)
4.3 实验结果以及分析34
5 总结与展望39
参考文献41
致谢42
1 绪论
1.1 课题的提出与意义
锅炉在人民生活与经济建设中有着十分重要的作用。由于我国煤炭资源丰富，我国很大程度依赖锅炉通过燃烧产生的热能来发电，而这种发电方式更是占到我国总发电装机容量的四分之三，由此可见，锅炉是工业生产和生活中能源供应的主要设备。虽然我国锅炉需求大，锅炉的在用量位列全球前列，锅炉的生产厂家也同样数量众多，但是我国的锅炉控制水平普遍不高，再加上锅炉温度又与比如流量，压力等对象不同，控制反馈不这么迅速，容易受到干扰，就造成很多在用锅炉热效率不高，污染物排放超标等问题。同时，由于过程控制总是具有滞后特性，从干扰到被控量的变化，从被控量变化到调节器产生效果，都需要一段时间，这段时间被各种因素拖延得越长，控制就越难，这样会造成工业上生产效率欠佳，人力强度增大，安全问题也无法保证。因此，这段变差持续时间影响着控制系统的好坏，而如何减少这段时间就是锅炉自动控制的关键所在。
所以，可以深入了解控制理论和其在工业上的应用是十分重要的，这也是自动化专业学生必须掌握的专业知识。我们学校为此提供了几套THSA-1型过控综合自动化控制系统实验平台，让我们提升自身的专业知识，加深对工业实际应用的认识和使用。这套实验装置是将目前在工业应用上比较成熟的，也同时比较常见的技术比如自动化智能仪表技术，现场总线技术，通讯计算机技术等等集成在一体的高级实验装置。其可以检测目前工业上几种基本参数比如温度，压力等等。对于学生来说，最重要的是，该实验装置可以进行譬如前馈-反馈控制方式的实验。为学生研究先进复杂的控制系统打好基础。
本文针对温度的难以控制的特性，设计了基于锅炉温度的前馈-反馈控制系统，并使用MATLAB\Simulink软件进行仿真，最后在THSA-1型过控实验台，利用MCGS组态软件，调试系统，并对结果进行分析，得出前馈-反馈控制系统的特点，以及相对于其他单一的控制系统有着哪些优势。本文在锅炉温度控制理论以及应用的方面都有着研究意义。
1.2 锅炉控制的发展概况
锅炉控制系统的发展情况大体上就是过程控制的发展情况，我们可以粗略的将其划为三个控制系统的发展时段。1960年以及更早的时候可以归为过程控制的第一阶段。这一阶段采用经典控制理论，使用常规仪表，其控制要求仅仅是安全，平稳，对控制的效率和污染没有什么要求。而之后的1960年到1970年之间为过程控制发展的第二阶段，计算机在工业生产上的应用使控制水平提升到了新的境界。与此同时，随着半导体技术不断进步，计算机运算速度也因此变得越来越快，其可控的余差越来越小，已经能够满足工业生产的要求，所以计算机现场的使用越变越高。从此不再将基本的安全稳定当作控制要求，而是向着优质，高产，低消耗的控制要求的实现跨近了一大步。在1980年之后，伴随着数据库的建立，计算机通讯网和通讯技术的快速发展，使得锅炉控制技术又提高了一个新的境界，分布式控制计算机（DCS）和集中式控制系统（FCS）等出现，可以实现锅炉控制的分散控制以及网络化管理，在保证了锅炉运行时候的安全系数的同时，不仅更好的降低譬如煤炭这类原料在控制过程中的损耗，很大程度减轻了当前的环境污染，还可以减轻操作人员的工作难度，改善工作环境。
1.3论文的主要研究内容