热水机组燃烧系统建模与优化控制研究

【摘要】：在我国东北地区,夏季特别严寒,暖气供水是市民生活的重要需求。因而,暖气机组应用十分广泛。虽然因为供热机组的燃烧控制系统多由人工进行操作,手动化程度很低,引起了能源运用率低,大气污染严重等状况。暖气机组的燃烧系统是一个较难控制的对象,具备非线性、强耦合、大延时、时变性等特性。怎么按照负荷的变动,合理有效地控制暖气机组的燃烧系统,对确保机组高效、环保与安全运行具备重要的意义。本文针对暖气机组中应用最多的链条式燃煤冷水机组进行研究热水锅炉,剖析了其主要工作过程与原理以及机组燃烧系统的主要任务。在此基础之上,通过研究冷水机组的燃烧特质和控制方式,明晰了燃烧控制系统中各变量之间的互相关系,提出了由负荷控制、送风控制和引风控制三个相对独立的子系统组成的燃烧控制系统整体控制方案。本文以南京鑫昱供水公司20t/h链条式燃煤冷水机组为试验对象,通过剖析燃烧系统的主要参数,给出了机组燃烧系统的三键入三输出模型。通过剖析多键入多输出系统参数识别的原理,将冷水机组三键入三输出系统转换为由三个三键入单输出传递函数组成的系统,按照机组实际运行的数据热水锅炉,选用递推最小二乘参数恐怕方式对机组燃烧系统进行英语建模,取得了良好的建模疗效。针对燃烧控制系统多键入多输出且各参数之间互相耦合的特性,给出了PID血管网路控制算法,但因为其初始残差随机获取,控制疗效易深陷局部最优,本文提出了一种新的自适应变异粒子群优化算法。将系统识别模型作为控制对象进行Matlab仿真试验,自适应粒了群优化的PID血管网路器与PID血管网路器、基本粒子群优化的PID血管网路器相比,除了响应迅速,迫近目标时间更短,并且稳态相对偏差更小,解决了PID血管网路算法初始残差易深陷局部最优值以及粒子群算法容易晚熟收敛的问题,得到了更好的控制疗效。