加热炉燃烧系统的模糊控制研究

发布时间：2017-05-14 07:13

  本文关键词：加热炉燃烧系统的模糊控制研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：模糊控制作为智能控制的一个重要分支,有着无需知道被控对象的数学模型和较强的鲁棒性两大特点,而加热炉是一个大惯性、非线性、慢时变的系统,不易得出精确数学模型,因而采用模糊控制的方法,实现对加热炉的燃烧控制,可有效地提高加热炉的热效益和钢坯的加热质量。 模糊控制是以模糊集合、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的计算机数字控制技术。它包括三个步骤,既精确量的模糊化;规则库的建立;反模糊化。 本文通过对常规的模糊控制器、双模糊控制器、模糊PID控制器、模糊+PID控制器及自调整因子模糊控制器等多种类型的模糊控制器进行了大量的仿真研究,提出了小偏差叠加积分模糊控制器。同时在参数的调整上,结合仿真结果分别对模糊控制器的量化因子、比例因子的调整进行了论证,并详细阐明量化因子和比例因子值的选取和调整对系统控制性能的影响。此外,针对加热炉大纯滞后问题,设计施密斯—模糊控制等复合模糊控制系统,仿真研究表明,获得了较好效果。 加热炉燃烧控制的另一个重要内容是空/燃比的控制。加热炉热效率与空/燃比之间存在着极值特性,设计了空/燃比自寻优模糊控制器,拓展了模糊控制的应用领域。分析表明,这种变步长搜索的模糊控制器收敛特性好,速度快。
【关键词】：模糊控制 小偏差叠加积分模糊控制器 动态特性 加热炉 自寻优
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TG307
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 第一章 绪论7-15
• 1.1 课题背景7-8
• 1.1.1 加热炉的控制特点7-8
• 1.2 模糊控制应用简介8-14
• 1.2.1 国外研究发展情况8-11
• 1.2.1.1 美国的研究发展情况8-9
• 1.2.1.2 日本的研究发展情况9-10
• 1.2.1.3 德国的研究发展情况10-11
• 1.2.1.4 其它国家发展情况11
• 1.2.2 国内发展及应用概况11-12
• 1.2.3 历年应用回顾12-13
• 1.2.4 目前存在的主要问题13-14
• 1.3 本课题的内容与意义14-15
• 第二章 模糊逻辑控制15-21
• 2.1 模糊集合论基础15-18
• 2.1.1 模糊集合及其运算15
• 2.1.2 模糊集合的运算15-17
• 2.1.3 模糊关系17-18
• 2.2 模糊逻辑和近似推理18-20
• 2.2.1 模糊逻辑18-19
• 2.2.2 近似推理19
• 2.2.3 合成运算方法的选择19-20
• 2.2.4 句子连接关系的逻辑运算20
• 2.3 本章小结20-21
• 第三章 模糊控制其及其控制方法21-33
• 3.1 模糊控制器的基本结构和组成21-22
• 3.2 模糊控制的结构简介22-24
• 3.2.1 单输入一单输出模糊控制器结构22-23
• 3.2.2 多输入一多输出模糊控制器23-24
• 3.3 简单模糊控制器的控制特性24-26
• 3.4 提高模糊控制稳态精度的方法26-30
• 3.4.1 模糊+PI(或PID)控制器27-28
• 3.4.2 模糊PID控制器28-29
• 3.4.3 双模糊控制器29-30
• 3.4.4 带有自调整因子的模糊控制器30
• 3.5 本文采用的控制器30-32
• 3.6 本章小结32-33
• 第四章 加热炉模糊控制器设计与动态分析33-55
• 4.1 加热炉温度控制系统简介33-36
• 4.1.1 加热炉的燃烧和钢坯加热过程简述33
• 4.1.2 加热炉温度系统自动控制的基本要求和影响因素33-34
• 4.1.3 燃烧过程34-35
• 4.1.4 燃烧效率控制35-36
• 4.2 加热炉模糊控制器的设计36-48
• 4.2.1 概述36
• 4.2.2 模糊控制器的结构设计36-37
• 4.2.3 模糊控制器规则的设计37-40
• 4.2.4 精确量的模糊化40
• 4.2.5 模糊推理及其模糊量非模糊化方法40-45
• 4.2.6 模糊控制规则表45
• 4.2.7 论域、量化因子、比例因子的选择45-47
• 4.2.7.1 论域及基本论域45-46
• 4.2.7.2 量化因子及比例因子46
• 4.2.7.3 量化因子及比例因子的选择46-47
• 4.2.8 采样时间的选择47-48
• 4.3 纯滞后工业系统的模糊控制研究48-50
• 4.4 空/燃比自寻优控制50-54
• 4.4.1 自寻优控制原理及特点50-52
• 4.4.1.1 自寻优控制原理50-51
• 4.4.1.2 自寻最优控制的特点51-52
• 4.4.2 模糊动态自寻优控制52-54
• 4.5 本章小结54-55
• 第五章 模糊控制程序算法设计55-60
• 5.1 概述55
• 5.2 标度变换55
• 5.3 模糊控制程序算法及流程图55-56
• 5.4 本章小结56-60
• 结论60-61
• 参考文献61-64
• 致谢64

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 陈雷;万曼影;黄刘琦;杨阳;师好智;;液力偶合器智能监控系统设计[J];机床与液压;2007年05期

2 陈雷;万曼影;杨阳;;基于单片机的液力耦合器模糊控制系统设计[J];上海造船;2007年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 吕勇松;基于补偿的模糊神经网络电阻炉控制系统设计与实现[D];浙江理工大学;2010年

2 丁小冬;管式加热炉优化控制策略与仿真研究[D];华东理工大学;2011年

3 李兴军;管式加热炉燃烧状态监测系统的开发[D];天津理工大学;2011年

4 万鲁冲;基于模糊推理的加热炉PI控制的研究[D];华东交通大学;2010年

5 代正梅;基于小波神经网络预测控制的加热炉炉温控制策略的研究[D];太原理工大学;2007年

6 葛文明;加热炉智能控制策略[D];辽宁科技大学;2008年

7 王皖慧;基于改进免疫算法的电阻炉温控系统的研究[D];浙江理工大学;2012年

8 王利珍;特钢厂脉冲燃烧加热炉炉温的模糊控制[D];河北工程大学;2012年

  本文关键词：加热炉燃烧系统的模糊控制研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：364517