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船用锅炉液位控制系统的研究与仿真
| 论文题名： | 船用锅炉液位控制系统的研究与仿真 |
| 关键词： | 船用锅炉;液位控制系统;串级控制;汽液两相;卡尔曼滤波;MATLAB仿真 |
| 摘要： | 船舶蒸汽锅炉是船舶的重要组成部分。锅炉的水位控制系统是非线性、时变的多变量系统，“虚假液位”现象的存在使锅炉液位控制成为一个难题。工程上常用的锅炉水位串级PID控制方式，受当时技术发展所限，对锅炉液位的控制不能达到最佳的效果。 在分析船用锅炉运行机理的基础上，对船用锅炉的水位模型进行了精确的建模;根据理论分析及现场经验，从理论上对“虚假液位”变化特征进行分析，提出串级PID控制方式设计上的不足:1.负荷较低情况下的蒸汽流量测量不准确问题;2.“虚假液位”问题。锅炉的“虚假液位”现象，属于锅炉内水的汽液两相变化所固有的，无法消除，且不能通过常规手段测量。 基于“虚假液位”现象发生在汽包内汽水失配的瞬态，本文应用相关函数的理论，计算蒸汽流量与给水流量的相关性，从而给出“虚假液位”的定性预测。利用系统辨识的概念，设计了基于卡尔曼滤波理论的状态观测器，观测出汽包液位中的“虚假”成分，从串级PID控制系统的反馈中除去，这样设计的船用锅炉液位控制系统在MATLAB软件中进行仿真验证，取得了较好的控制效果。 |
| 作者： | 丛日起 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 曹辉;唐志杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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