【摘 要】
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本文希望将自抗扰控制这种新的控制策略引入油轮辅锅炉水位控制,以更简单的方式更好地实现油轮辅锅炉水位控制。自抗扰控制是和PID一样“基于误差来消除误差”的控制策略,但
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本文希望将自抗扰控制这种新的控制策略引入油轮辅锅炉水位控制,以更简单的方式更好地实现油轮辅锅炉水位控制。自抗扰控制是和PID一样“基于误差来消除误差”的控制策略,但自抗扰控制中的扩张状态观测器能观测出被控对象中的未知扰动,在油轮辅锅炉上采用自抗扰控制来控制汽包水位是一个可行的方式。首先,建立锅炉水位动态数学模型。根据锅炉汽包中汽液两相的质量守恒和能量守恒方程,分析锅炉汽包水位动态特性,得到锅炉汽包水位的动态特性方程。在此基础上,根据锅炉运行的实际特点分析并简化锅炉汽包水位模型,得到锅炉汽包水位在主要影响因素下的传递函数,并在此基础上分析和设计锅炉汽包水位控制器。其次,研究自抗扰控制算法理论,设计锅炉汽包水位控制器。根据自抗扰控制器的三个重要组成部分：TD、NLSEF、ESO的算法和功能,研究自抗扰控制理论的应用。根据油轮辅锅炉的运行实际情况,分别设计自抗扰控制器中的过渡过程、跟踪微分器、误差组合方式以及扩张状态观测器样式。根据自抗扰控制器的“自抗扰”特性,初步设计锅炉水位控制系统。采用经验公式结合各个参数的实际意义对自抗扰控制器参数进行粗略整定,然后将粗略整定的参数作为初始值,进一步采用自适应遗传算法优化参数配置和控制器的静态、动态性能。并借助MATLAB仿真验证本文设计的控制系统对常见扰动作用下控制器的性能。最后本文基于Xcode开发工具,在PC端对锅炉水位控制过程进行可视化仿真,并实现在iOS移动终端上对锅炉水位、压力等工况进行实时监测。
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