基于串级控制的锅炉温度史密斯预估器的改进(3)
整个主蒸汽汽压生产流程由燃料炉膛燃烧过程、炉内工质吸热后蒸发（和过热）过程、过热器通流过程、蒸汽母管通留过程、汽机耗汽过程等部分组成。影响汽压稳定的因素很多，假定送、引风等其他有关量作相应变化。
1.2 课题研究内容
为了改善纯滞后对系统带来的不良影响,将预估法用于此类系统中, Smith预估法也叫纯滞后补偿法,设计的目标是引入一个纯滞后环节 , 即Smith预估器,与被控对象相并联,使补偿后的被控对象的等效传递函数不包括纯滞后项，基于Smith预估器的温控系统能有效克服大纯滞后对控制系统稳定性的影响,且实现简单,可靠性好。使闭环系统的指标达到最佳。本文是以串级控制的锅炉为模拟对象，通过建立数学模型，在MATLAB环境下，对控制锅炉温度的Smith控制算法进行仿真研究。
2 锅炉温度系统
2.1 锅炉温度控制的现状
锅炉是工业企业重要的动力设备，其任务是供给合格稳定的蒸汽或热水，以满足负荷的需要。锅炉设备是一个复杂的控制对象，燃气燃油锅炉主要输入变量包括负荷、给水、燃料量、送风和引风量等，主要调节变量包括水位、温度及压力、烟气氧量和炉膛负压等；电加热锅炉主要输入变量包括负荷、锅炉给水和电阻丝电压等，主要调节变量包括水位和温度等。锅炉生产过程的各个主要参数都必须严格控制。锅炉系统是一个具有时变和时滞的比较复杂的系统，因此，对锅炉温度进行控制是工业过程控制中一个重要而且困难的问题。
锅炉温度恒温控制技术是工业生产领域中常用的技术。广泛应用于，冶炼、锻造、机械制造、发电等领域。随着我国工业水平的不断进步，对炉温恒温控制技术的要求也越来越高。当前，在自动化的炼钢、发电等控制领域，炉温恒温控
制的方法层出不穷，相关的硬件、软件设计水平达到了前所未有的高度。相关的研究也得到了国内外越来越多相关学者的重视，成为一个极有发展前途的科研课题。在传统的炉温控制算法中，以PID、小波等温度控制算法最为著名，由于这些算法在锅炉温度控制方面的表现出色，应用性很强，因此成为众多学者和科研机构研究的对象。
但是这些算法虽然在炉温控制方面取得了不错的效果，但也存在着一些问题。比如当锅炉内温度环境比较复杂，炉温变化比较迅速，起伏较大的时候，传统算法很难迅速准确地针对炉温的变化建立数学模型，为了达到温度控制要求，这些算法需要不断地调节工作点的参数，以适应这种温度的快速变化，但是，参数的多次调整往往增加算法的计算量，影响算法的温度控制精度，造成控制效果下降。因此，如何在温度多变的锅炉环境中进行快速准确的温度调节，成为一个难题。
2.2 锅炉温度控制的原理
温度控制的原理是通过一定的运算，完成温度设定、温度测量、温度调控等功能，使得温度的变化在一个可控范围内，传统炉温控制方法的原理如下：
1)首先通过一定的装备，如温度传感装置，热敏电阻等对锅炉内的实时温度进行有效的采集。得到采集后的温度数据
为单次采集的炉温值，n为采集次数，t为计算得到的瞬时采集炉温数据。
2)采集到的数据t与温控目标值进行比较，计算温度偏差 e（t）
e（t）=t- （2）