【锅炉汽包水位控制问题研究的国内外文献综述2700字】

PAGEPAGE6锅炉汽包水位控制问题研究的国内外文献综述1国内外锅炉汽包水位控制研究现状锅炉汽包水位控制在提高安全性、减少能源消耗、提高蒸气生产率和品质上都起着十分重要的意义。锅炉汽包水位控制系统，是一个能从锅炉开始、停止、低负荷或者正常的负荷等各种不同情况下均能够直接实现控制。目前针对300MW级以上锅炉，大多数都要求设计有能够进行全程调整的汽包水位控制器系统[37]。现在的大容量级锅炉迫切的需要一套能够对水位进行良好的控制功率调整的水位自动调整系统[40-42]。锅炉是一个多输入量、多输出量、非线性、动态物体对象众多的调解量与被调解量之间存在的耦合渠道。当锅炉的整体负荷发生了变化，所有的被调量就会随之发生相应的改变。这就是为什么我们锅炉的控制困难，且难以使用数学模型方法来进行表达的原因，如果只是采用了传统的控制理论和技术很难有效地进行控制。锅炉汽包水位的控制在我们的生产设计中常常选择了单回路的设计，同时要综合考虑到非线性、多变量体系的特征，然后再进行纠偏或者补充。但是该单回路器件所设计的控制效果成本相对较高。仍然有许多锅炉能耗相对更高、资源浪费相对更大、环境污染相对更为严重的日常生产运行状态。尤其是一些中小企业目前还主要依靠人工操作方式来完成锅炉质量的控制，这样做的结果就是不仅能耗高、资源浪费大、环境污染还更为严重，并且无法保障工人安全。目前，用于锅炉控制的控制理论主要有以下几种：1)基于PID控制的锅炉控制[3-6]传统的PID控制系统是目前仍被广泛应用的一种系统方法，其主要工作结构原理简单，而且容易通过设计和调试实现，且鲁棒性比较强，缺点主要在于它的超载可调量较大，且不能准确进行控制。2)基于横糊控制的锅炉控制[7-9]将模糊控制新型技术广泛应用到了复杂锅炉系统控制中，可消除锅炉系统中不确定性和非线性，而且鲁棒性也更强。但该类稳态控制处理方法的主要缺陷之一就是它们所采用控制的相互作用，并没有完全可以实现准确的稳态控制。3)基于模糊PID控制的锅炉控制[10-11]将模糊PID控制技术广泛运用于电力锅炉的控制中，可以针对各种参数和外界干扰等影响因素进行分析，随后由PID调解器进行实现各种参数整定。模糊PID控制的主要优点之一就是它的设计简单、容易执行、鲁棒性很好，且它的动态特征和控制精度也比较高。4)基于集散控制系统的锅炉控制[12-14]集散式控制系统锅炉监测器，集散式控制主要应用在对多个锅炉进行集中控制和管理。检测系统主要由管理站、运行员工作室、操纵车间、现场计算机和仪表、PLC等几个部分共同构成。优点就是系统运行速度快，稳定性也比较高，维护效率低且系统动态化性能良好。5)基于神经网络控制的锅炉控制[15]近几年，人工神经网络控制技术广泛应用于锅炉的控制中，该类电子控制系统最大的优点之一就是控制系统的响应速度快，精确性相对较高。由于神经网络本身就具有“自学习”的先进功能，所以它们可以有效地处理模糊逻辑中的问题。人工神经网络控制系统的主要特点是控制方便、效果优良、方法易懂、计算数据容量小、反应速度快、超调量小，而且本系统主要适用于全流程控制和实时控制。6)基于专家控制的锅炉控制[16]专家式控制锅炉管理系统是一种具备知识化和智能化控制功能的系统，它是集人工智能技术、自动化控制技术、专家系统、模糊化技术为一体的新兴产物。从有限的范围内获取专业控制的知识也是具备了很大的局限性，通过实时化的算法对各个变权系数进行了调整，以至于这样就可以让系统的输入和响应都达到令人满意的动态特征。专家控制相对简单、容易掌握、准确度也比较高。近年来，随着我国现代科学和信息技术的进步和发展，控制系统技术也在我国得到飞速发展，进入了一个智能化阶段。2国内外自抗扰控制研究现状自抗扰控制(ActiveDisturbanceRejectionControl,ADRC)是我国系统与控制方面专家韩京清针对系统模型中的数据多样性变化等复杂问题，提出了一种全新的、非常有效且非常易于实际应用的非线性自动控制系统技术，那就是自抗扰控制[23]。随着我国自抗扰控制器的不断完善，近几年我们已经取得了许多优秀的理论和研究成果，同时在国内外还有许多实践和应用，包括：发电机的转速控制，机器人的伺服控制，飞行器的控制系统，船只的控制，工业的控制等众多方面。吴丹等[27]设计了快速精确的刀具伺服系统进行自抗扰控制。文献[28]利用自抗扰技术为四旋翼飞行器设计了控制系统,获得了比PID控制更高的控制特点。文献[29]使用了线性的自抗扰来控制船舶的运动,验证了线性自抗扰控制器是一种有效的船舶运动控制。2004年,美国NASA通过自抗扰技术在喷气式发动机控制系统中首次得以实现[30]。同年，日本Ampere公司也通过采用先进的自抗扰控制技术，实现了以高精度的纳米电缆连接进行位移控制[31]。2013年，德州仪器公司发布了一款以自抗扰技术和智能化设备为主要核心的运动监测控制芯片。在实际工程应用方面，ADRC己在国内外取得了经济效益和社会效益。在国内外的化工过程控制领域、精密仪器车床控制领域、现代武器控制系统以及能源开发等多个领域都取得了令人振奋的控制效果。ADRC在工程控制中的实验及现场应用成效分析均预示着ADRC强劲的生命力与良好的发展前景。参考文献[1]章德龙．单元机组集控运行．北京．中国电力出版社．1993．[2]刘吉臻．协调控制与给水全程控制．北京．中国电力出版社．1995：83—85[3]李遵基．热工自动控制系统．北京．中国电力出版社．1997．[4]张玉铎．王满稼．热工自动控制系统．北京．水利电力出版社．1985．[5]赵润林．张迎辉．单片机原理与应用教程．北京．北京大学出版社．2005．14．16[6]刘刚．秦永左．单片机原理及应用．北京．中国林业出版社．2006．5—23．[7]吴勤勤．控制仪表及装置．北京．化学工业出版社．2002．40—105[8]吴永生．方可人．热工测量及仪表．北京中国电力出版社．1995．242。249[9]郑学坚．周斌．微型计算机原理及应用．北京．清华大学出版社．2004：137—151[10]谢剑英．贾青．微型计算机控制技术．北京．国防工业出版社．2001：45．55[ll]陈章龙．实用单片机大全．哈尔滨．黑龙江科学技术出版社．1989[12]王建武．125MW机组汽包水位控制系统．华北电力．1994，12期：4．7[13]王芳．8051单片机在汽包水位控制中的应用．应用能源技术．2001，12期[14]MalvinoA.P.DigitaiComputerElectronics．McGraw-HillPublishingCo..1977[15]CutlerCR，DynamicMatrixControlComputerControlAlgorithm.Jacc.1980[16]B.A.Artwick，MicrocomputerInterfacing，Prentice—Hall，Inc..1980[17]张松兰，何坚强，李先锋．锅炉汽包水位控制策略研究[J]，自动化仪表，2008，20(6)：1-4．[18]6刘欣然，高峰．锅炉汽包水位系统的AFSMC．PID串级控制研究[J]．华北电力大学学报，2009，36(3)：88—92．[19]李杰．工业锅炉给水控制系统的研究[D]．西安：长安大学，2008．[20]刘欣然，高峰．锅炉汽包水位系统的AFSMC．PID串级控制研究[J]．华北电力大学学报，2009，36(3)：88—92．[21]黄一,薛文超,赵春哲.自抗扰控制纵横谈[J].系统科学与数学,2011<09):1111-1129.[22]钱学森,宋健.控制工程论[M].北京:科学出版社,1958.[23]韩京清.从PID技术到“自抗扰控制”技术[J].控制工程,2002,03:13-18.[24]GuoB.Z,Zh