| 【中文题名】 | 电厂锅炉燃烧控制系统的研究 |
| 【英文题名】 | Study on the Control of Boiler Combustion System |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-7-23 |
| 【中关键词】 | 随机系统,概率密度函数,炉膛温度分布,优化算法,燃烧控制, |
| 【英关键词】 | stochastic system,probability density functions,furnace temperature distribution,control of combustion,optimization algorithm, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>自动控制、自动控制系统> |
| 【论文摘要】 |
为解决锅炉燃烧控制系统中存在的大延迟、大惯性、非线性、时变等问题,本文应用近年来发展起来的随机分布控制理论,提出对锅炉炉膛温度分布进行闭环控制的新策略。本文主要工作有:(1)首先应用Fluent流体力学软件对锅炉燃烧过程进行数值模拟,得到锅炉炉膛温度场数据;(2)确立一个等价的B样条炉膛温度场分布模型;(3)本文给出了基于随机分布控制理论的燃烧控制方案,给出了炉膛温度场分布控制系统的性能指标,分别应用粒子群寻优算法和梯度下降法求解控制律。本文分别对燃烧过程中锅炉炉膛温度场分布的静态过程和动态过程进行控制,仿真结果表明锅炉炉膛温度场分布能够迅速趋进于期望的炉膛温度场分布,因而确保了锅炉燃烧控制的快速性和经济性。 |
| 【论文题纲】 |
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中文摘要 |
3 |
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英文摘要 |
3-6 |
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第一章 绪论 |
6-16 |
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1.1 选题背景与意义 |
6 |
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1.2 国内外锅炉燃烧控制系统发展现状及应用综述 |
6-10 |
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1.2.1 锅炉燃烧控制系统简介 |
6-7 |
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1.2.2 锅炉燃烧控制的发展概述 |
7-10 |
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1.3 随机分布控制理论的研究现状 |
10-15 |
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1.3.1 有界随机分布系统的输出PDF模型 |
10-13 |
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1.3.1.1 B样条模型 |
11-12 |
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1.3.1.2 输入输出ARMAX模型 |
12 |
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1.3.1.3 用神经网络建立PDF模型 |
12-13 |
|
1.3.2 PDF形状控制器设计 |
13-15 |
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1.3.2.1 性能指标 |
13 |
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1.3.2.2 控制算法 |
13-15 |
|
1.4 论文结构 |
15-16 |
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第二章 Fluent数值模拟 |
16-32 |
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2.1 锅炉炉内过程数值模拟的数学模型简介 |
17-28 |
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2.1.1 基本守恒方程 |
17-18 |
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2.1.2 气相湍流流动模型 |
18-21 |
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2.1.2.1 流动模型的发展 |
18 |
|
2.1.2.2 双方程模型 |
18-21 |
|
2.1.3 气相湍流燃烧模型 |
21-24 |
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2.1.3.1 物质守恒方程 |
21 |
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2.1.3.2 涡流破碎模型 |
21-22 |
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2.1.3.3 混合分数法 |
22-23 |
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2.1.3.4 火焰微团模型 |
23-24 |
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2.1.4 火焰辐射传热模型 |
24-25 |
|
2.1.5 两相流动和颗粒反应模型 |
25-28 |
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2.1.5.1 两相流模型 |
25-26 |
|
2.1.5.2 挥发分释放模型 |
26-27 |
|
2.1.5.3 焦炭的燃烧模拟 |
27-28 |
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2.2 用FLUENT软件模拟煤粉燃烧过程 |
28-31 |
|
2.2.1 炉膛结构 |
28 |
|
2.2.2 网格划分 |
28-29 |
|
2.2.3 边界条件设置 |
29-30 |
|
2.2.4 燃烧过程数值模拟中所选模型和仿真参数 |
30-31 |
|
2.2.5 数值模拟 |
31 |
|
2.3 本章小结 |
31-32 |
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第三章 随机分布控制理论及粒子群优化算法 |
32-44 |
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3.1 随机分布控制理论 |
32-40 |
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3.1.1 输出概率密度函数的瞬时逼近及动态模型 |
32-34 |
|
3.1.2 控制规律的设计 |
34-36 |
|
3.1.2.1 控制问题描述 |
34-35 |
|
3.1.2.2 控制算法设计 |
35-36 |
|
3.1.3 最小熵控制 |
36-37 |
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3.1.4 当前随机分布控制理论的发展概况 |
37-39 |
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3.1.5 工业应用 |
39-40 |
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3.2 粒子群优化算法简介 |
40-43 |
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3.2.1 算法介绍 |
40-42 |
|
3.2.2 算法的发展 |
42-43 |
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3.3 本章小结 |
43-44 |
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第四章 炉膛温度场分布的建模和闭环控制 |
44-57 |
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4.1 炉膛温度分布的静态建模和控制 |
44-53 |
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4.1.1 静态系统模型的建立和控制 |
44-52 |
|
4.1.1.1 静态系统模型的建立 |
44-46 |
|
4.1.1.2 参数估计及仿真结果 |
46-49 |
|
4.1.1.3 控制器设计及仿真结果 |
49-52 |
|
4.1.2 小结 |
52-53 |
|
4.2 炉膛温度分布的动态建模和控制 |
53-56 |
|
4.2.1 动态模型的建立 |
53-54 |
|
4.2.2 控制算法及仿真结果 |
54-56 |
|
4.2.3 小结 |
56 |
|
4.3 本章小结 |
56-57 |
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第五章 结论与展望 |
57-59 |
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5.1 全文总结 |
57 |
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5.2 进一步工作的建议 |
57-59 |
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参考文献 |
59-64 |
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致谢 |
64-65 |
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作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
65 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.383773 |
