【摘 要】
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在船舰蒸汽动力装置中，主锅炉作为焦点设备之一拥有至关重要的地位。而在主锅炉的控制中，往往需要保持合适的汽包液位高度，以保证锅炉的安全运行。由于在实际系统中，锅炉汽包水位控制系统具有时间延迟及给水惯性特点，并且还存在虚假水位现象，大大提升了锅炉汽包水位自动调节方法的设计难度，针对该问题，本课题将滑模变结构控制思想引入锅炉汽包水位控制中，研究了汽包水位的滑模控制方法。 首先讨论了船用增压锅炉蒸发系统
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在船舰蒸汽动力装置中，主锅炉作为焦点设备之一拥有至关重要的地位。而在主锅炉的控制中，往往需要保持合适的汽包液位高度，以保证锅炉的安全运行。由于在实际系统中，锅炉汽包水位控制系统具有时间延迟及给水惯性特点，并且还存在虚假水位现象，大大提升了锅炉汽包水位自动调节方法的设计难度，针对该问题，本课题将滑模变结构控制思想引入锅炉汽包水位控制中，研究了汽包水位的滑模控制方法。
首先讨论了船用增压锅炉蒸发系统的工作原理；建立了汽包水位系统的数学模型。从仿真结果可以看出，所建立的锅炉汽包水位动态模型能够真实有效地描述实际系统中汽包水位的变化。
其次针对现有的基于PID控制的汽包水位调节方法参数整定困难，适应性差以及控制系统结构复杂的问题，设计了基于滑模变结构控制的锅炉汽包水位控制方法，在不同工况下与现阶段工程中应用最为广泛的串级三冲量PID水位控制方法进行对比，仿真结果证明所设计的方法在具有参数整定容易，适应性强的同时，具有更快的响应速度和更好的动态品质，并且能够显著地提高系统的鲁棒性。
最后针对所设计的基于滑模控制的锅炉汽包水位控制方法中存在的抖振问题，从滑模控制角度出发，将现有的抖振抑制策略应用至本文所设计方法，分别给出了基于连续化法、趋近率法以及高阶滑模法的锅炉汽包水位无抖振滑模控制方法；仿真实验的结果表明了所设计无抖振汽包液位调节方法的有效性；此外，通过对基于不同抖振抑制方法的水位控制方法控制效果进行对比分析，明确了各方法的优缺点及相对应的适用条件。
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