模糊控制技术在锅炉水位控制中的应用——基于MATLAB的PID优化

"这篇硕士学位论文主要探讨了基于MATLAB的锅炉水位模糊控制系统的设计与分析，作者李中宁在导师王春阳指导下完成，专业为检测技术与自动化装置。论文指出传统的PID控制器在应对锅炉水位控制时存在局限性，因为其参数整定依赖对象的数学模型且无法自适应复杂的系统变化。因此，论文提出了一种双输入三输出的模糊自整定PID控制器，以提高控制效果。通过MATLAB进行仿真，结果显示该模糊控制器具有更强的自整定能力和鲁棒性，响应速度快、精度高，并能有效处理虚假水位问题。关键词包括模糊控制、PID控制、MATLAB仿真和锅炉汽包水位控制。" 在工业自动化领域，锅炉水位控制是火力发电厂热工控制系统中的关键部分，确保锅炉汽包内水位的稳定至关重要，因为它直接影响到蒸汽质量和安全性。传统的PID（比例-积分-微分）控制器因其简单易用而被广泛应用，但其参数整定通常需要根据对象的数学模型预先设定，这在面对像锅炉水位这样动态复杂、多变的系统时，往往无法实现最佳控制效果。 模糊控制是一种基于人类经验的控制策略，它不需要精确的系统模型，而是利用模糊逻辑来处理不确定性和非线性问题。论文中提出的模糊自整定PID控制器结合了模糊控制和PID控制的优点，模糊系统负责动态调整PID参数，使其能够自适应锅炉水位的变化，增强了系统的适应性和稳定性。 MATLAB作为强大的数值计算和仿真工具，被用来实现和验证这种新型控制器的设计。通过MATLAB的仿真，可以模拟实际运行条件，评估控制器的性能，如快速响应、高精度以及对虚假水位的抑制能力。仿真结果证明，这种模糊自整定PID控制器在性能上优于传统的PID控制器，能够更好地应对锅炉水位控制的挑战。 这篇论文的研究对于提升火力发电厂的锅炉水位控制效率和安全性具有重要意义，同时也为其他复杂系统的控制提供了新的思路和方法。通过模糊逻辑增强的PID控制器，不仅解决了传统PID控制器的局限性，还提高了控制系统的智能性和鲁棒性，为未来的自动化控制技术发展奠定了基础。