模仿生物温度感知能力的高效高频直流锅炉温
电加热锅炉是一种清洁环保、安全高效的供热设备，广泛应用于金属冶炼、样品熔样、零件热处理等工业领域以及北方供热采暖等生活方面。然而电加热锅控制系统因其具有非线性、大滞后的特点，采用常规的控制算法容易产生较大的超调量，难以达到较好的控制效果。传统的锅炉温度控制主要是通过晶闸管交流调压实现，这种方式会造成严重的谐波污染，输出谐波高，功率因数较低。针对这些问题，本文提出了基于BUCK电路的锅炉温度控制方式,将交流电转换为直流电,通过模糊PID算法实现直流电压和温度控制。 本文首先对控制对象根据机理分析法，分析了被控对象的物理特性；在实验的基础上，利用阶跃响应曲线法求取该系统的传递函数。提出采用基于BUCK电路的直流调压控温方式；完成核心器件的选型和硬件电路的搭建。然后对常规PID、模糊PID控制算法的原理进行了分析研究，在MATLAB中运用常规PID、模糊PID算法对系统进行了设计，并对它们的仿真结果进行了对比，通过仿真结果表明模糊PID控制效果更好。最后采用西门子S7-300系列PLC作为控制器;设计了整体开发流程、编写数据转换程序块和通讯程序块。针对超调量较大、控制精度低等问题，本文设计了模糊PID控制在PLC中的应用程序，采用WinCC进行组态设计，观测系统的响应曲线，实验结果表明，采用直流调压控温和模糊PID控制算法对锅炉水温进行控制，取得较好的控制效果。
直流锅炉;BUCK电路;温度控制;模糊PID算法
上海应用技术大学
硕士
仿生装备与控制工程
钱平
2020
中文
TK229.54
2021-11-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）