基于ARM的余热锅炉控制系统设计与开发

发布时间：2017-08-20 09:18

  本文关键词：基于ARM的余热锅炉控制系统设计与开发

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【摘要】：经济的快速发展也带来了一些后续的问题,大气污染的日趋严重以及能源资源的匮乏,如何充分的利用能源是一个值得探讨的问题。传统的燃煤蒸汽轮机发电厂不仅污染环境严重,而且能源利用率较低。燃气蒸汽联合循环系统的出现使得该问题迎刃而解,中间设备的余热锅炉通过利用余热产生蒸汽并推动蒸汽轮机来发电,提高了能源利用率。余热锅炉中汽包水位的控制要求的最为精确,本文注重实现汽包水位的自动控制。本文开始介绍余热锅炉,其中包括余热锅炉的结构以及分类,并分析了余热锅炉的工作过程。然后针对汽包水位的特点进行了动态特性分析,并给出了汽包水位在蒸汽扰动和给水扰动下的动态特性曲线。进行汽包水位控制时采用了三冲量控制。设计的基于变论域模糊PID控制器解决了模糊控制控制粗糙的问题。通过对比仿真结果可知,相比传统PID和模糊PID,变论域模糊PID控制器具有更小的超调量、调节时间较短、抗干扰能力也比较好。结合实际情况,完成了以LPC2292处理器核心的硬件电路设计,采用模块化设计对每个模块进行详细的分析。并对控制器的软件部分进行了设计,然后对系统中的一些子模块程序进行了分析介绍,并给出了相应的程序流程图。
【关键词】：余热锅炉 汽包水位 ARM 变论域 模糊控制
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK229.929
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• Abstract9-16
• 第一章 绪论16-21
• 1.1 课题的研发背景16-17
• 1.2 研究目的及意义17-18
• 1.3 国内外的发展及研究现状18-19
• 1.4 本文的研究内容和章节安排19-21
• 第二章 余热锅炉汽包水位控制方案21-29
• 2.1 余热锅炉简介21-24
• 2.1.1 余热锅炉的结构21-23
• 2.1.2 余热锅炉的工作过程23
• 2.1.3 余热锅炉的型式和分类23-24
• 2.2 汽包水位动态特性分析24-26
• 2.2.1 给水扰动下汽包水位的动态特性25
• 2.2.2 蒸汽扰动下汽包水位的动态特性25-26
• 2.3 汽包水位控制方案26-28
• 2.3.1 单冲量控制系统26-27
• 2.3.2 双冲量控制系统27
• 2.3.3 三冲量控制系统27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 变论域模糊PID控制器研究29-47
• 3.1 传统PID控制29-30
• 3.2 模糊控制理论及其本质30-36
• 3.2.1 模糊集合和模糊关系30-31
• 3.2.2 模糊推理31-33
• 3.2.3 模糊控制器33-35
• 3.2.4 模糊控制器的本质35-36
• 3.3 模糊PID控制的原理及设计步骤36-38
• 3.3.1 模糊PID控制36-37
• 3.3.2 模糊PID控制的原理37-38
• 3.4 变论域模糊PID控制策略研究38-43
• 3.4.1 变论域模糊控制器的原理38-39
• 3.4.2 控制器结构设计39-40
• 3.4.3 伸缩因子设计40-41
• 3.4.4 模糊控制规则的确定41-43
• 3.5 系统仿真结果及分析43-46
• 3.5.1 汽包水位的三冲量控制模型43-44
• 3.5.2 仿真结果对比及分析44-46
• 3.6 本章小结46-47
• 第四章 控制器硬件电路设计47-60
• 4.1 控制器总体方案设计47
• 4.2 系统基本模块设计47-50
• 4.2.1 电源模块设计47-48
• 4.2.2 复位电路设计48-49
• 4.2.3 JTAG调试接口电路49-50
• 4.3 外扩存储器电路设计50-53
• 4.3.1 Flash存储器模块设计50-52
• 4.3.2 Ram存储器模块设计52-53
• 4.4 通信接口设计53-54
• 4.4.1 串行通讯概述53-54
• 4.4.2 RS485通讯介绍54
• 4.4.3 RS485接口原理图54
• 4.5 键盘显示电路设计54-56
• 4.5.1 液晶显示54-55
• 4.5.2 键盘电路设计及去抖动55-56
• 4.6 I/V转换电路56-58
• 4.7 D/A转换模块58
• 4.8 V/I转换电路58-59
• 4.9 本章小结59-60
• 第五章 系统软件设计60-66
• 5.1 软件系统总体设计60-61
• 5.1.1 总体设计思想60
• 5.1.2 控制器整体工作过程60-61
• 5.2 AD采样子程序设计61-63
• 5.3 控制算法子程序设计63-65
• 5.4 键盘中断子模块设计65
• 5.5 本章小结65-66
• 第六章 总结与展望66-67
• 6.1 工作总结66
• 6.2 工作展望66-67
• 参考文献67-70
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：705793