锅炉汽包水位控制设计及MATLAB仿真分析开题报告

1. 研究目的与意义

锅炉汽包水位系统是一种非线性、时变大、强耦合的多变量系统，控制过程又十分复杂，因此，我们需要使控制系统更加简便，成本低廉，控制算法简单，就要对其进行深入研究，通过建立适当的数学模型，选择PID控制或模糊控制的方法来改变系统性能，使系统可靠性高、鲁棒性好。

锅炉是化工、石油、电力等工业部门的重要热源和能源动力设备，锅炉控制系统的水平是衡量锅炉性能的一个重要因素，而目前的锅炉仍然存在着热效率低和能耗高的问题，而锅炉给水系统的自动控制能使锅炉安全运行，通过PID调节以及模糊控制能使系统稳定性更高。

2. 国内外研究现状分析

现有的常见控制方案有：

（1）单冲量控制系统：指锅炉汽包水位为被控参数，给水量作为控制变量可构成的单冲量控制系统。

（2）双冲量控制系统：指本质为前馈反馈控制系统，即给水量不仅取决于汽包水位，而且受蒸汽用量影响。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

本课题主要研究的是锅炉汽包水位的控制，锅炉控制是一个比较复杂的控制过程，维持汽包水位在一定范围内的变化是锅炉水位控制的重要内容，因此研究汽包水位的变化并对其进行控制是本课题主要的研究内容。

进度计划：

4. 研究创新点

本课题对学生所学知识和技能的要求：学生需要建立一个合适的数学模型，通过PID控制，并对PID控制器参数进行整定和系统仿真；然后再通过设计模糊控制器，选取合适的隶属函数，给出模糊控制规则表并进行MATLAB仿真分析得到俩者系统响应图；最后对这两种方法进行分析比较得出结论。