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PLC的锅炉温度模糊PID控制设计仿真+文献综述(4)

时间:2017-03-14 12:33来源:毕业论文
虽然温度控制系统在国内各行各业应用非常广泛,但从我们国内所生产的温度控制器来说,总体发展较一些发展强国还相对落后,像同德国、日本、美国等


虽然温度控制系统在国内各行各业应用非常广泛,但从我们国内所生产的温度控制器来说,总体发展较一些发展强国还相对落后,像同德国、日本、美国等先进国家相比差距非常大。目前,我国在这方面总体水平相对较为落后,产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主,但它只能适用于一般的温度系统的控制,较难控制具有滞后、复杂、时变的系统 [3]。生产出能适应于要求比较高的控制场合的智能化、自适应控制仪表,目前国内的发展水平还较难达到。
随着科学技术的不断发展以及工业生产控制系统的发展需要,温度控制系统的控制效果越来越受到重视。所以,高精度、智能化、人性化的温度控制系统是国内外必然发展趋势。
1.3    锅炉温度系统的发展概况
锅炉温度控制作为过程控制的一个典型,动态特性具有大惯性大延迟的特点,而且伴有非线性。在锅炉温度控制系统中,电加热锅炉是过程工业中常用的设备,其温度控制也是过程控制的一个重点。然而,电加热锅炉因其具有大时滞、非线性、难以建立精确数学模型等特点,采用常规PID控制难以达到很好的控制效果。
电锅炉是将电能直接转化为热能的一种能量转换装置。其工作原理与传统意义上的锅炉相似,从结构上看也有“锅”和“炉”两大部分。“锅”是指盛放热介质(一般是水)的容器,而“炉”这里指加热水的电热转换元件。国内外生产的电锅炉有很多种型式,从整体结构上分有立式、卧式、多单元式等;从传热介质上分有热水锅炉、蒸汽锅炉和有机载体锅炉;从电加热原理上可分为电热管式、电热棒式、电热板式、电极式和感应式等;从供热方式上有直热式和蓄热式等[4]。
目前在国内,锅炉温度控制系统一般采用开关式的控制,甚至还有用人工控制的方法。如果采用这些控制方法,系统的稳定性将大大降低,超调量将增大,而且如果它周围的环境发生变化,它的响应较慢。同时,因为控制时要经常切换开关,所以它对电网的冲击很大,并使系统的使用效率大大降低,减少锅炉使用寿命。因此,开发一种理想的锅炉温度控制方法,对提高温度系统的使用效率,控制效果具有重要的意义。
1.4    PID控制的发展概况
PID控制策略是最早发展起来的控制策略之一,PID控制也是迄今为止最通用的控制方法。现今使用的PID控制器产生并发展于1915-1940年。期间,尽管自1940年以来,许多先进的控制方法不断的推出,但由于PID控制具有结构简单、鲁棒性好、可靠性高、参数易于整定等特性,PID控制器在工业控制中仍然得到广泛的应用,许多工业控制器仍然采用PID控制器 (至今在全世界过程控制中用的84%仍是纯 PID 调节器,若改进型包含在内则超过90%)[5]。
随着现代控制技术的飞速发展,越来越多的研究人员正努力改善PID控制的性能。通过他们多年的努力,研究出了许多改善PID控制性能新方法。例如:
(1)    专家PID控制:专家控制(Expert Control )的实质是基于受控对象和控制规律的各种知识,并以智能的方式利用这些知识来设计控制器。利用专家经验来设计PID参数便构成专家PID控制;
(2)    遗传PID控制:用遗传算法对PID控制参数进行整定和优化,构成遗传PID控制;
(3)    神经PID控制:运用神经网络技术对PID控制参数进行整定,构成神经PID控制;
(4)    模糊PID控制:模糊控制技术与PID控制结合构成模糊PID控制;
(5)    灰色PID控制:灰色系统理论与PID控制结合进行系统控制构成PID控制[6]。 PLC的锅炉温度模糊PID控制设计仿真+文献综述(4):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_4099.html
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