基于ARM处理器的生物质颗粒燃烧器控制系统设计
发布时间：2021-06-22 06:46
生物质颗粒物燃烧器工况参数的合理选择与控制对烟气污染物的超低排放具有重要意义。本文设计了一套基于ARM Cortex-M3处理器的生物质颗粒燃烧器控制系统。为实现对燃烧器锅炉温度的精确控制,本文给出相应的专家PI控制算法。运行结果表明,该控制系统能够取得良好的控制效果。
【文章来源】：科技通报. 2019,35(02)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
生物质颗粒燃料燃烧器控制系统硬件框图
实时查看热电偶、风量传感器的测量值及各个电机的运行参数，还可以方便地设定和修改燃烧过程的各项工况参数，改变燃烧器的燃烧工况，提升颗粒燃料燃烧器的运行性能。基于嵌入式微控制器的生物质颗粒燃料燃烧器控制系统人机接口界面如图3所示。2.2采用的控制算法生物质颗粒燃烧器在工作中，需要调节进风速度和物料供给速度，以获得预设的炉温。本文考虑调节进风速度和进料速度来实施对燃烧器炉温予以干预和调节，其中，温度控制是通过变频器调节鼓风装置的电机转速来实现的，整体实现示意图4。图3控制系统人机交互界面Fig．3Man-machineinterfaceofthecontrolsystem鉴于燃烧器锅炉温度变化的数学模型很难获得，考虑采用智能控制方法实现。在比较了多种控制方法后，选用专家PI方法设计控制器，由AＲM处理器对传感器采集到的炉温进行分析，通过变频器对鼓风机的转速进行调整，以获得较为满意的炉温。在借鉴相关文献［14－16］的基础上，设计了如下专家PI控制器。图4炉温的调节与控制示意图Fig．4Schematicdiagramofthefurnacetemperature’sregulationandcontrol分别以wr和ws(k)表示炉温的期望值和当前时刻炉温传感器的测量值，记e(k)=wr－ws(k)，de(k)=(e(k)－e(k－1))/tδ，tδ表示采样时间间隔。专家PI控制的具体规则如下:Ｒule1．当|e(k)|已经很大，无论误差变化趋势de(k)如何，控制器要按最大或最小值输出，以实现迅速调整误差，使|e(k)|迅速减小。Ｒule2．当d|e(k)|dt≥0，若|e(k)|较大，则控制器需要实施较强的?
来实施对燃烧器炉温予以干预和调节，其中，温度控制是通过变频器调节鼓风装置的电机转速来实现的，整体实现示意图4。图3控制系统人机交互界面Fig．3Man-machineinterfaceofthecontrolsystem鉴于燃烧器锅炉温度变化的数学模型很难获得，考虑采用智能控制方法实现。在比较了多种控制方法后，选用专家PI方法设计控制器，由AＲM处理器对传感器采集到的炉温进行分析，通过变频器对鼓风机的转速进行调整，以获得较为满意的炉温。在借鉴相关文献［14－16］的基础上，设计了如下专家PI控制器。图4炉温的调节与控制示意图Fig．4Schematicdiagramofthefurnacetemperature’sregulationandcontrol分别以wr和ws(k)表示炉温的期望值和当前时刻炉温传感器的测量值，记e(k)=wr－ws(k)，de(k)=(e(k)－e(k－1))/tδ，tδ表示采样时间间隔。专家PI控制的具体规则如下:Ｒule1．当|e(k)|已经很大，无论误差变化趋势de(k)如何，控制器要按最大或最小值输出，以实现迅速调整误差，使|e(k)|迅速减小。Ｒule2．当d|e(k)|dt≥0，若|e(k)|较大，则控制器需要实施较强的控制作用，使d|e(k)|dt＜0，迅速减小|e(k)|;如果d|e(k)|dt≥0，但|e(k)|并不很大，那么控制器实施一般的控制作用，只要扭转误差的变化趋势即可，使得d|e(k)|dt＜0。Ｒule3．当d|e(k)|dt＜0或|e(k)|较大，控制器实施一般的控制作用。Ｒule4．当误差处于极值状态，如果|e(k)|较?
【参考文献】：
期刊论文
[1]进料速率对生物质颗粒燃烧烟气排放特性的影响[J]. 杨国锋,余有芳,盛奎川. 浙江大学学报(农业与生命科学版). 2017(03)
[2]一种自适应吸引律离散时间控制方法[J]. 邬玲伟,孙明轩. 控制与决策. 2016(09)
[3]非参数不确定多智能体系统一致性误差跟踪学习控制[J]. 严求真,孙明轩,李鹤. 控制理论与应用. 2016(06)
[4]非线性不确定系统准最优学习控制[J]. 严求真,孙明轩. 自动化学报. 2015(09)
[5]有源电力滤波器直流侧电压专家PI控制研究[J]. 杨剑锋,王帅,谢延凯. 电力电子技术. 2014(09)
[6]一类非线性系统的误差轨迹跟踪鲁棒学习控制算法[J]. 严求真,孙明轩. 控制理论与应用. 2013(01)
[7]垂直钻井系统中直流无刷电机的专家PI控制[J]. 艾维平,邓乐. 微电机. 2012(04)
[8]生物质颗粒燃料燃烧技术发展现状及趋势[J]. 徐飞,侯书林,赵立欣,田宜水,孟海波. 安全与环境学报. 2011(01)
[9]中国生物质固体成型燃料技术和产业[J]. 赵立欣,孟海波,姚宗路,田宜水. 中国工程科学. 2011(02)
[10]生物质颗粒燃料燃烧设备的研究进展[J]. 罗娟,侯书林,赵立欣,田宜水,孟海波. 可再生能源. 2009(06)
本文编号：3242350
【文章来源】：科技通报. 2019,35(02)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
生物质颗粒燃料燃烧器控制系统硬件框图
实时查看热电偶、风量传感器的测量值及各个电机的运行参数，还可以方便地设定和修改燃烧过程的各项工况参数，改变燃烧器的燃烧工况，提升颗粒燃料燃烧器的运行性能。基于嵌入式微控制器的生物质颗粒燃料燃烧器控制系统人机接口界面如图3所示。2.2采用的控制算法生物质颗粒燃烧器在工作中，需要调节进风速度和物料供给速度，以获得预设的炉温。本文考虑调节进风速度和进料速度来实施对燃烧器炉温予以干预和调节，其中，温度控制是通过变频器调节鼓风装置的电机转速来实现的，整体实现示意图4。图3控制系统人机交互界面Fig．3Man-machineinterfaceofthecontrolsystem鉴于燃烧器锅炉温度变化的数学模型很难获得，考虑采用智能控制方法实现。在比较了多种控制方法后，选用专家PI方法设计控制器，由AＲM处理器对传感器采集到的炉温进行分析，通过变频器对鼓风机的转速进行调整，以获得较为满意的炉温。在借鉴相关文献［14－16］的基础上，设计了如下专家PI控制器。图4炉温的调节与控制示意图Fig．4Schematicdiagramofthefurnacetemperature’sregulationandcontrol分别以wr和ws(k)表示炉温的期望值和当前时刻炉温传感器的测量值，记e(k)=wr－ws(k)，de(k)=(e(k)－e(k－1))/tδ，tδ表示采样时间间隔。专家PI控制的具体规则如下:Ｒule1．当|e(k)|已经很大，无论误差变化趋势de(k)如何，控制器要按最大或最小值输出，以实现迅速调整误差，使|e(k)|迅速减小。Ｒule2．当d|e(k)|dt≥0，若|e(k)|较大，则控制器需要实施较强的?
来实施对燃烧器炉温予以干预和调节，其中，温度控制是通过变频器调节鼓风装置的电机转速来实现的，整体实现示意图4。图3控制系统人机交互界面Fig．3Man-machineinterfaceofthecontrolsystem鉴于燃烧器锅炉温度变化的数学模型很难获得，考虑采用智能控制方法实现。在比较了多种控制方法后，选用专家PI方法设计控制器，由AＲM处理器对传感器采集到的炉温进行分析，通过变频器对鼓风机的转速进行调整，以获得较为满意的炉温。在借鉴相关文献［14－16］的基础上，设计了如下专家PI控制器。图4炉温的调节与控制示意图Fig．4Schematicdiagramofthefurnacetemperature’sregulationandcontrol分别以wr和ws(k)表示炉温的期望值和当前时刻炉温传感器的测量值，记e(k)=wr－ws(k)，de(k)=(e(k)－e(k－1))/tδ，tδ表示采样时间间隔。专家PI控制的具体规则如下:Ｒule1．当|e(k)|已经很大，无论误差变化趋势de(k)如何，控制器要按最大或最小值输出，以实现迅速调整误差，使|e(k)|迅速减小。Ｒule2．当d|e(k)|dt≥0，若|e(k)|较大，则控制器需要实施较强的控制作用，使d|e(k)|dt＜0，迅速减小|e(k)|;如果d|e(k)|dt≥0，但|e(k)|并不很大，那么控制器实施一般的控制作用，只要扭转误差的变化趋势即可，使得d|e(k)|dt＜0。Ｒule3．当d|e(k)|dt＜0或|e(k)|较大，控制器实施一般的控制作用。Ｒule4．当误差处于极值状态，如果|e(k)|较?
【参考文献】：
期刊论文
[1]进料速率对生物质颗粒燃烧烟气排放特性的影响[J]. 杨国锋,余有芳,盛奎川. 浙江大学学报(农业与生命科学版). 2017(03)
[2]一种自适应吸引律离散时间控制方法[J]. 邬玲伟,孙明轩. 控制与决策. 2016(09)
[3]非参数不确定多智能体系统一致性误差跟踪学习控制[J]. 严求真,孙明轩,李鹤. 控制理论与应用. 2016(06)
[4]非线性不确定系统准最优学习控制[J]. 严求真,孙明轩. 自动化学报. 2015(09)
[5]有源电力滤波器直流侧电压专家PI控制研究[J]. 杨剑锋,王帅,谢延凯. 电力电子技术. 2014(09)
[6]一类非线性系统的误差轨迹跟踪鲁棒学习控制算法[J]. 严求真,孙明轩. 控制理论与应用. 2013(01)
[7]垂直钻井系统中直流无刷电机的专家PI控制[J]. 艾维平,邓乐. 微电机. 2012(04)
[8]生物质颗粒燃料燃烧技术发展现状及趋势[J]. 徐飞,侯书林,赵立欣,田宜水,孟海波. 安全与环境学报. 2011(01)
[9]中国生物质固体成型燃料技术和产业[J]. 赵立欣,孟海波,姚宗路,田宜水. 中国工程科学. 2011(02)
[10]生物质颗粒燃料燃烧设备的研究进展[J]. 罗娟,侯书林,赵立欣,田宜水,孟海波. 可再生能源. 2009(06)
本文编号：3242350
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