北京化工大学北方学院毕业设计（论文）
诚信申明
本人申明：
我所呈交的本科毕业设计（论文）是本人在导师指导下对四年专业知识而进行的研究工作及全面的总结。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中创新处不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京化工大学或其它教育机构的学位或证书而已经使用过的材料。与我一同完成毕业设计（论文）的同学对本课题所做的任何贡献均已在文中做了明确的说明并表示了谢意。
若有不实之处，本人承担一切相关责任。
本人签名： 年 月 日
1
北京化工大学北方学院毕业设计（论文）
锅炉汽包水位的模糊控制系统设计
摘 要
汽包水位是锅炉运行的重要指标。保持水位在一定范围内是保证锅炉安全运行的首要条件。水位的过高、过低都会给锅炉及蒸汽用户的安全操作带来不得的影响。过高，饱和水蒸气将会带水过多，导致过热器管壁结垢并损坏，进而进入汽轮机的蒸汽带液损坏汽轮机叶片，产生安全事故；反之，水位过低，汽化过快，锅炉供水不足，致使水冷壁烧坏，甚至引起爆炸。
锅炉汽包水位的控制又比较复杂，其中存在的虚假液位、滞后性、不易检测性等等又使传统控制很难达到较为完善的控制要求。
针对锅炉汽包水位存在虚假水位、控制系统复杂、具有滞后性、难以检测等特性，及采用传统PID控制时，效果不佳，如果控制不及时，甚至会产生安全事故的情况。同时对比模糊控制的发展现状，可发现其适应性好、鲁棒性强、控制精度高等优势，所以本文设想在传统PID控制中引入模糊控制，改善汽包水位控制系统的静态和动态特性，使汽包水位恒定在一定范围之内，杜绝安全隐患，实现锅炉汽包水位的更精确、更有效的智能控制。
关键词：锅炉 汽包水位 模糊控制 Matlab仿真设计 PID
The Suzzy Control Design about Boilder Drum Water Level
System
2
北京化工大学北方学院毕业设计（论文）
Abstract
The drum water level is an important index of boiler operation. Keep the water level in certain scope is to ensure the safe operation of the boiler in the workplace. The low water level higher, and will give boiler and steam the safety of users may not bring the influence of the operation. Too high, saturated steam will bring too much water, resulting in superheater tube wall scaling and damage, and then into the steam turbine with liquid damage turbine blade, produce safety accident; Conversely, low water, vaporizing too fast, boiler water supply shortage, the water wall burn out, and even cause an explosion.
The boiler drum water level control and more complex, the existing false liquid level, lagging, easily tested, and so on and that traditional control of it is difficult to reach a perfect control requirements.
For boiler drum water level has false water level and control system with delay and complex, difficult to testing and other characteristics, and adopts the traditional PID control, the effect not beautiful, if not in time control, even can produce safety accidents. At the same time compared to current situation of the development of the fuzzy control, find the good adaptability, and robust, control precision higher advantage, so this paper in the traditional PID control idea introducing fuzzy control, improve the drum water level control system static and dynamic characteristics of the drum water level constant in certain limits, eliminate hidden dangers, realize the boiler drum water level of more accurate, more effective intelligent control.
Key words: Boiler Drum Water Level Fuzzy Control Design Matlab PID
3
北京化工大学北方学院毕业设计（论文）
目 录
前 言 ................................................. 1 第1章 锅炉相关控制与前景 ................................ 2 第1.1节 概述 ............................................ 2 第1.2节 锅炉设备的控制任务 .............................. 2 第1.3节 研究状况 ........................................ 3 第2章 锅炉汽包水位的控制 ................................ 5 第2.1节 汽包水位的动态特性 .............................. 5 第2.2节 汽包水位的几种常规控制方法 ...................... 7 第3章 模糊控制原理 ..................................... 12 第3.1节 模糊控制的形成与提出 ........................... 12 第3.2节 模糊控制的优缺点 ............................... 13 第3.3节 模糊控制的基本原理 ............................. 14 第4章 锅炉汽包水位的模糊控制系统设计与仿真 ............. 23 第4.1节 输入输出变量的选择 ............................. 23 第4.2节 隶属函数的选择 ................................. 25 第4.3节 模糊规则表的建立 ............................... 26 第4.4节 合成推理算法 ................................... 29 第4.5节 模糊控制表 ..................................... 32 第4.6节 控制参数的自整定 ............................... 34 第5章 模糊PID控制的MATLAB仿真 ....................... 35
1
北京化工大学北方学院毕业设计（论文）
第5.1节 仿真流程图 ..................................... 35 第5.2节 模糊控制器模块的建立 ........................... 36 第5.3节 仿真模型的建立 ................................. 37 第5.4节 模糊PID控制与常规PID控制仿真的比较 ............ 39 结 论 ................................................ 43 参考文献 ................................................ 44 致 谢 ................................................ 45
2