基于MATLAB的锅炉水温与流量串级控制系统的设计.doc

基于MATLAB的锅炉水温与流量串级控制系统的设计目录摘要 2Abstract 31概述 82PID控制器原理 123建立被控对象模型 174控制方案的设计及仿真 265结论 29致谢 30参考文献 31附录:英语资料及译文 32摘要本设计针对锅炉温度控制问题,综合应用过程控制理论以及近年来兴起的仿真技术、计算机远程控制、组态软件,设计了锅炉温度流量串级控制系统。首先,通过实验法建立锅炉的数学模型,得到锅炉温度与进水流量之间的传递函数,通过对理论设计的控制方案进行仿真,得到较好的响应曲线,为实际控制系统的实现提供先决条件。其次,使用智能仪表作为控制器,组建现场仪表过程控制系统,通过参数整定,得到较好现场控制效果。再次,实现积分分离的PID控制算法。关键词:水温流量串级控制系统PID控制仪表过程控制系统计算机过程控制系统AbstractThepurposeofthisthesisistodesigntheliquidlevel'﹑putertechnique﹑ontroltechniqueinordertorealizeconcatenationcontrolofwatertank',Icarryouttheanalysisofthecontrolledobjects'model,,,Idesignandsetuptheindicatorprocesscontrolsystem,,putercontrolsysteminvirtueofthedatacollectionmodule﹑MCGSsoftanddigitalPIDcontroller,,伴随着自动控制理论的日趋成熟,自动化技术不断地发展并获得了惊人的成就,在工业生产和科学发展中起着关键性的作用。过程控制技术是自动化技术的重要组成部分,普遍运用于石油、化工、电力、冶金、轻工、纺织、建材等工业部门。初期的过程控制系统采用基地式仪表和部分单元组合仪表,过程控制系统结构大多是单输入,单输出系统,过程控制理论是以频率法和根轨迹法为主体的经典控制理论,以保持被控参数温度、液位、压力、流量的稳定和消除主要扰动为控制目的过程。其后,串级控制、比值控制和前馈控制等复杂过程控制系统逐步应用于工业生产中,气动和电动单元组合仪表也开始大量采用,同时电子技术和计算机技术开始应用于过程控制领域,实现了直接数字控制(DDC)和设定值控制(SPC)。之后,以最小二乘法为基础的系统辨识,以极大值和动态规划为主要方法的最优控制和以卡尔曼滤波理论为核心的最佳估计所组成的现代控制理论,开始应用于解决过程控制生产中的非线性,耦合性和时变性等问题,使得工业过程控制有了更好的理论基础。同时新型的分布式控制系统(DCS)集计算机技术、控制技术、通讯技术、故障诊断技术和图形显示技术为一体,使工业自动化进入控制管理一体化的新模式。现今工业自动化己进入计算机集成过程系统(CIPS)时代,并依托人工智能,控制理论和运筹学相结合的智能控制技术向工厂综合自动化的方向发展。,生产过程也随之日趋复杂,而对生产质量﹑经济效益的要求,对生产的安全、可靠性要求以及对生态环境