基于Android平台的船舶辅锅炉仿真系统的开发

发布时间：2017-10-12 01:34

  本文关键词：基于Android平台的船舶辅锅炉仿真系统的开发

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【摘要】：船舶辅锅炉系统是确保货油和燃油加热,驱动货油泵等功能实现的重要能量转换设备。在辅锅炉系统中,汽包的主要作用是实现能量的转换并产生蒸汽,而汽包中水位的高低则直接影响着出口蒸汽的品质,并且关系着整个锅炉系统的安全,因而对于锅炉汽包水位的控制进行研究具有非常重要的意义。作为船舶热力系统的一部分,汽包的水位控制系统具有非线性、时滞性以及刚性问题等特点。本文主要从给水流量和蒸汽流量对于汽包水位控制的影响出发,根据汽包水位的动态特性分别设计出了采用常规PID控制方式的单冲量、双冲量、三冲量水位控制系统。此外,为进一步调节在常规PID控制作用中产生的动态性能和静态性能之间的矛盾以及非线性因素的影响,在系统引入了模糊推理设计出了模糊PID水位控制系统。针对所设计出的各种控制系统,利用Matlab进行了仿真研究,结果表明模糊PID水位控制系统具有更好的抗扰动性和控制精度。Android是当前最为流行的移动互联网操作系统,基于该系统的硬件设备具有优秀的移动性和性价比,为充分利用这些优势以及实现应用平台的多样性,开发出了基于Android平台的船舶辅锅炉仿真系统。
【关键词】：船舶辅锅炉 汽包水位 PID控制 模糊控制 Android
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U664.58
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 课题背景9-10
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势10-11
• 1.3 论文的研究内容与任务11-13
• 第二章 辅锅炉系统及汽包水位特性分析13-20
• 2.1 船舶辅锅炉简介13
• 2.2 船舶辅锅炉系统的特点13-14
• 2.3 锅炉汽包水位控制系统介绍14-15
• 2.4 锅炉汽包水位模型及其动态特性15-20
• 2.4.1 锅炉汽包水位模型17-18
• 2.4.2 锅炉汽包水位在给水流量作用下的动态特性18-19
• 2.4.3 锅炉汽包水位在蒸汽流量作用下的动态特性19-20
• 第三章 锅炉汽包水位PID控制系统的设计20-38
• 3.1 锅炉汽包水位控制方案20-25
• 3.1.1 锅炉汽包水位单冲量控制系统20-22
• 3.1.2 锅炉汽包水位双冲量控制系统22-23
• 3.1.3 锅炉汽包水位三冲量控制系统23-25
• 3.1.4 锅炉汽包水位三冲量串级控制系统25
• 3.2 PID控制器简介及其参数整定25-31
• 3.2.1 Ziegler-Nichols整定法27-28
• 3.2.2 临界比例度整定法28-29
• 3.2.3 衰减曲线整定法29-30
• 3.2.4 试凑法30-31
• 3.3 汽包锅炉水位控制的Matlab仿真31-36
• 3.3.1 Matlab仿真软件的综述31
• 3.3.2 Simulink仿真工具的综述31-32
• 3.3.3 汽包水位控制系统的仿真32-36
• 3.4 本章小结36-38
• 第四章 锅炉汽包水位模糊PID控制系统的设计38-55
• 4.1 模糊控制简介38-39
• 4.2 模糊控制系统的组成39-40
• 4.3 模糊控制器的工作原理40-48
• 4.3.1 模糊控制器的设计步骤41
• 4.3.2 模糊控制器的结构41-42
• 4.3.3 模糊控制器模糊化42-45
• 4.3.4 模糊控制器知识库45-46
• 4.3.5 模糊推理46
• 4.3.6 模糊控制器清晰化46-48
• 4.4 参数自适应模糊PID控制器48-50
• 4.5 三冲量模糊PID控制系统的仿真研究50-55
• 4.5.1 利用FIS编辑器搭建模糊推理系统50-52
• 4.5.2 对控制系统的仿真与分析52-55
• 第五章 辅锅炉仿真系统在Android平台上的开发55-70
• 5.1 开发环境中的各组件55-58
• 5.1.1 Activity简介及其生命周期55-57
• 5.1.2 View视图与Layout布局57-58
• 5.2 软件开发布局与界面实现58-65
• 5.2.1 布局设计58-60
• 5.2.2 各子系统60-65
• 5.3 数据存储与无线通讯65-69
• 5.3.1 SQLite数据库65-66
• 5.3.2 WIFI原理66-67
• 5.3.3 Socket经UDP通讯67-69
• 5.4 本章小结69-70
• 总结与展望70-71
• 参考文献71-75
• 致谢75

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